Kapitel 5: Elektrische Energieverteilung - HDÜ

Question 1

Wann wird eine Drehstromleitung als elektrisch lang bezeichnet?

Answer 1

Wenn die komplexe Amplitude der Spannung vom Ort abhängt, also U = U(x).

Question 2

Wann wird eine Drehstromleitung als elektrisch kurz bezeichnet?

Answer 2

Wenn die Spannungsamplitude längs der Leitung fast konstant ist: U≈const ⇒ x«λ

Question 3

Berechnen Sie die Wellenlänge bei 50 Hz.

Answer 3

Diviser par 50 et pas par 500

Question 4

Zeichnen Sie das Leitungsersatzschaltbild einer HDÜ-Leitung (einphasig, bzw. für den symmetrischen Betrieb) in der allgemeinen Form und für den verlustlosen Fall.

Answer 4

Question 5

Wie berechnet sich der Wellenwiderstand für die verlustlose HDÜ-Leitung?

Answer 5

Question 6

Wie berechnet sich die natürliche Leistung einer HDÜ-Leitung in der allgemeinen Form?

Was ist die natürliche Leistung einer HDÜ-Leitung?

Answer 6

Die natürliche Leistung ist die Leistung für den optimalen Belastungsfall der Leitung.

Question 7

Welche Baugruppen tragen wesentlich zur statischen Stabilität einer HDÜ bei?

Zeichnen Sie das Ersatzschaltbild für den verlustlosen Fall.

Zeichnen Sie das Zeigerdiagramm wenn nur Wirkleistung an den Verbraucher abgegeben wird.

Answer 7

Generator

Transformator

Freileitungsübertragung

Question 8

Mit welcher maximalen Kippleistung wird eine HDÜ betrieben?

Welcher Übertragungswinkel resultiert daraus?

Wie groß ist der Teil des Übertragungswinkels der für die Freileitung (Kabel) reserviert ist?

Answer 8

P_kipp = 2/3*P

θ_max = 42°

θ_lmax = 25°

Question 9

Welche maximale Leitungslänge für HDÜ-Freileitungen resultiert aus dem für sie reservierten Teil des Übertragungswinkels?

Answer 9

L_max = θ_lmax/β = 400km

Question 10

Nennen Sie „in etwa“ Werte für die natürliche Leistung und die thermische Grenzleistung von HDÜ-Freileitungen und HDÜ-Kabel?

Answer 10

Natürliche Leistung:

• Freileitung: 500MW
• Kabel: 2000MW

Thermische Grenzleistung:

• Freileitung: 2000MW
• Kabel: 1000MW

Question 11

Nennen Sie eine Maßnahme durch die sich die statische Stabilität von HDÜ-Leitungen erhöhen lässt. Zeichnen Sie das ESB dazu.

Answer 11

Längskompensation: eine Kapazität in der Mitte der Leitung zu setzen. So wird die Impedanz der Leitung Kompensiert.

Question 12

Bei HDÜ-Kabeln sind die dielektrischen Verluste in der Regel nicht zu vernachlässigen. Durch welche Größe werden diese im Leitungs-ESB berücksichtigt?

Wie berechnet sich diese Größe? Bestandteil dieser Gleichung ist ein Winkel.

Wie heißt dieser und wie berechnet sich dieser?

Answer 12

G’ = w * C’ * tan(δ)

P_diel = UL²*w*C*tan(δ) = 20kW/km

Verlustwinkel: δ = 90° - Phi

Question 13

Zusätzliche Verluste in HDÜ-Leitungen entstehen durch Stromverdrängung. Welche zwei Verdrängungsvorgänge sind Ihnen bekannt?

Fertigen Sie eine Skizze an, aus welcher die Verdrängungsmechanismen erkennbar werden.

Answer 13

Skin-Effekt

Proximity-Effekt

Question 14

Welche zwei Spannungsebenen für Übertragungs- und Verteilnetze kennen Sie. Geben Sie die Spannungen an.

Answer 14

Übertragungsnetze:

• Höchstspannung: 380kV
• Hochspannung: 110kV

Verteilnetze:

• Mittelspannung: 10 und 20kV
• Niederspannung: bis 1000V

Question 15

Was ist die in Deutschland meistverwendete Mastform von HDÜ-Freileitungen?

Answer 15

Donaumast

Question 16

Wozu dient das Cross-Bonding (Auskreuzen) von Kabelschirmungen eines Drehstromsystems?

Answer 16

• Ernnidrigung der leitungskapazitat
• Reduzierung kapazitiver blindleistung

Question 17

Warum darf die Temperatur an der Oberfläche von HDÜ-Kabeln nicht höher als 40°C werden?

Answer 17

Weil sonst die Isolierung schmelzt.