Elektrische Energieverteilung: mit ... 47 Tabellen und 95 Beispielen
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| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Vieweg + Teubner
2008
|
| Ausgabe: | 9., durchges. und aktualisierte Aufl., unveränd. Nachdr. |
| Schriftenreihe: | Studium
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XV, 390 S. zahlr. graph. Darst. |
| ISBN: | 9783519364245 9783663057512 |
Internformat
MARC
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
1 Elektrische Netze (Günther Hilgarth)
1.1 Betriebsgrößen und Begriffe .............................. 1
1.1.1 Stromarten und Frequenzen ......................... 1
1.1.2 Übertragungs- und Verteilungsspannungen .............. 2
1.1.3 Netzstrukturen .................................. 3
1.2 Übertragungsmittel .................................... 4
1.2.1 Kabel ......................................... 4
1.2.1.1 Kurzzeichen für Typenbezeichnung. 1.2.1.2 Metallman¬
telkabel. 1.2.1.3 Kunststoffkabel. 1.2.1.4 Ölkabel. 1.2.1.5 Gas¬
druckkabel. 1.2.1.6 Kabelerwärmung. 1.2.1.7 Hochleistungs¬
kabel
1.2.2 Freileitung ..................................... 20
1.2.2.1 Freileitungsmaste. 1.2.2.2 Mastgründungen. 1.2.2.3 Mast¬
erdung und Blitzschutzraum. 1.2.2.4 Seile. 1.2.2.5 Durchhang.
1.2.2.6 Anordnung der Leiter. 1.2.2.7 Isolatoren und Armaturen
1.2.3 Ermittlung der Kenngrößen ......................... 31
1.2.3.1 Gleichstrom widerstand. 1.2.3.2 Induktivität bei Mehrlei¬
tersystemen. 1.2.3.3 Nullimpedanz einer Freileitung. 1.2.3.4 Ka¬
pazitäten einer Freileitung. 1.2.3.5 Blindwiderstände von Ka¬
beln. 1.2.3.6 Normierte Widerstände
1.2.4 Umrechnung von Widerständen auf andere Spannungen ..... 49
1.2.5 Transformator................................... 50
1.3 Bemessung elektrischer Leitungen und Netze .................. 52
1.3.1 Richtlinien für die Bemessung ........................ 52
1.3.1.1 Leitungsnachbildung und Ersatzschaltung. 1.3.1.2 Span¬
nungsdifferenz. 1.3.1.3 Strombelastbarkeit
1.3.2 Nieder- und Mittelspannungsnetze .................... 55
1.3.2.1 Einseitig gespeiste Leitung mit einer Abnahme. 1.3.2.2
Leitung mit verteilten Abnahmen. 1.3.2.3 Einseitig gespeiste,
verzweigte Leitung. 1.3.2.4 Querschnittsabstufung. 1.3.2.5 Zwei¬
seitig gespeiste Leitung. 1.3.2.6 Vermaschtes Netz. 1.3.2.7 Kom¬
plexe Lastflussberechnung
X
Inhalt
1.3.3 Hochspannungs-Drehstromübertragung ................ 85
1.3.3.1 Leitungsgleichungen. 1.3.3.2 Komplexes Spannungs-
und Stromverhältnis. 1.3.3.3 Verlustlose Leitung. 1.3.3.4 Ver¬
lustarme Leitung. 1.3.3.5 Natürliche Leistung. 1.3.3.6 Leitungs¬
diagramm. 1.3.3.7 Komplexes Leistungsverhältnis. 1.3.3.8 Stabi¬
lität der Energieübertragung
1.3.4 Elektromagnetische Felder im Bereich elektrischer Anlagen ... 102
1.3.4.1 Magnetisches Feld. 1.3.4.2 Elektrisches Feld
1.3.5 Hochspannungs-Gleichstromübertragung ............... 108
1.3.6 Blindleistungskompensation ......................... 109
2 Kurzschluss und Erdschluss (René Flosdorff)
2.1 Dreisträngiger Kurzschluss ............................... 115
2.1.1 Verlauf des Kurzschlussstroms ....................... 115
2.1.1.1 Generatorferner Kurzschluss. 2.1.1.2 Generatornaher
Kurzschluss. 2.1.1.3 Kurzschlussentfernung
2.1.2 Anfangs-Kurzschlusswechselstrom .................... 120
2.1.3 Stoßkurzschlussstrom und Stoßfaktor .................. 121
2.1.3.1 Stoßfaktor in Kurzschlusskreisen ohne Stromverzwei¬
gung. 2.1.3.2 Stoßfaktor in Kurzschlusskreisen mit Stromver¬
zweigung
2.1.4 Dauerkurzschmssstrom und Dauerfaktor................ 125
2.1.5 Ausschaltstrom und Abklingfaktor .................... 126
2.1.6 Kurzschlussleistung und Ausschaltleistung............... 127
2.1.7 Widerstände in der Kurzschlussbahn ................... 128
2.1.7.1 Dreiwickl
ungs-Transformator.
2.1.7.2 Kurzschluss¬
strombegrenzung. 2.1.7.3 Synchrongenerator. 2.1.7.4 Asyn¬
chronmotor. 2.1.7.5 Netzersatzimpedanz. 2.1.7.6 Kurzschluss¬
berechnung mit Bezugsspannung lOkV. 2.1.7.7 Kurzschluss¬
berechnung in vermaschten Netzen
2.2 Symmetrische Komponenten ............................. 144
2.2.1 Entstehung unsymmetrischer Dreiphasensysteme .......... 144
2.2.1.1 Dreileiternetz. 2.2.1.2 Vierleiternetz
2.2.2 Zerlegung unsymmetrischer Dreiphasen-Systeme in symmetri¬
sche Komponenten ............................... 146
2.2.2.1 Dreileiternetz. 2.2.2.2 Vierleiternetz
2.2.3 Verknüpfung der symmetrischen Komponenten von Spannung
und Strom...................................... 149
2.2.3.1 Mit-, Gegen- und Nullimpedanz. 2.2.3.2 Quellenspan¬
nung und Teilspannungen. 2.2.3.3 Leistungen
Inhalt
XI
2.3 Unsymmetrische Fehler ................................. 153
2.3.1 Zweisträngiger Kurzschluss ......................... 154
2.3.1.1 Mit Erdberührung. 2.3.1.2 Ohne Erdberührung
2.3.2 Einsträngiger Kurzschluss........................... 157
2.3.2.1 Ohne Übergangswiderstand. 2.3.2.2 Mit Übergangs¬
widerstand
2.3.3 Erdschluss im Netz mit isoliertem Sternpunkt............. 164
2.3.3.1 Ladeleistung. 2.3.3.2 Erdschlusskompensation
2.3.4 Stromverteilung bei Transformatoren mit drehender
Schaltgruppe .................................... 170
2.3.5 Sternpunktschaltung in Drehstromnetzen................ 171
2.4 Wirkungen des Kurzschlussstroms.......................... 174
2.4.1 Mechanische Beanspruchung durch Stromkräfte........... 174
2.4.1.1 Mechanische Festigkeit von Stromschienen. 2.4.1.2 Me¬
chanische Festigkeit von Stützern
2.4.2 Thermische Beanspruchung durch Stromwärme ........... 178
3 Schutzeinrichtungen (René Flosdorff)
3.1 Erder und Erdungsanlagen ............................... 183
3.1.1 Elektrisches Verhalten des Erders ..................... 183
3.1.2 Erderarten...................................... 185
3.L3 Erdungsarten.................................... 188
3.2 Schutz des Menschen ................................... 190
3.2.1 Unfallstromkreis ................................. 191
3.2.2 Schutz bei indirektem Berühren im TN-System............ 193
3.2.3 Schutz bei indirektem Berühren im IT-System ............ 195
3.2.4 Fehlerstrom-Schutzschaltung (Fl-Schaltung) ............. 195
3.3 Überspannungsschutz .................................. 197
3.3.1 Entstehung von Überspannungen ..................... 197
3.3.1.1 Spannungserhöhungen bei Betriebsfrequenz. 3.3.1.2 Ge¬
genseitige Beeinflussung paralleler Leitungen. 3.3.1.3 Kipp¬
schwingungen. 3.3.1.4 Schaltüberspannungen. 3.3.1.5 Atmo¬
sphärische Überspannungen
3.3.2 Schutzeinrichtungen gegen Überspannungen ............. 201
3.3.2.1 Funkenstrecke. 3.3.2.2 Überspannungsabieiter. 3.3.2.3
Koordination der Isolation. 3.3.2.4 Einsatz von Überspan-
nungsableitern
XII Inhalt
3.4 Schutz der Übertragungseinrichtungen....................... 206
3.4.1 Fehlerarten, Auswirkungen, Messkriterien ............... 206
3.4.2 Grundlagen der Schutzgerätetechnik ................... 208
3.4.2.1 Kenngrößen der Schutzgeräte. 3.4.2.2 Strom- und Span¬
nungsrelais. 3.4.2.3 Zeitrelais. 3.4.2.4 Hilfs- und Melderelais
3.4.3 Drehspulrelais mit Gleichrichterbrücken ................ 210
3.4.3.1 Impedanzmessung. 3.4.3.2 Leistungsrichtungs-Messung.
3.4.3.3 Differenzmessung
3.4.4 Leitungs- und Netzschutz ........................... 215
3.4.4.1 Schutzanregungen. 3.4.4,2 Überstromschutz. 3.4.4.3 Di¬
stanzschutz. 3.4.4.4 Erdschlussschutz. 3.4.4.5 Kurzunterbre¬
chung (KU)
3.4.5 Generatorschutz ................................. 223
3.4.5.1 Differentialschutz. 3.4.5.2 Überstromzeitschutz. 3.4.5.3
Ständererdschlussschutz. 3.4.5.4 Läufererdschlussschutz. 3.4.5.5
Schieflastschutz. 3.4.5.6 Windungsschlussschutz. 3.4.5.7 Ent-
regungseinrichtungen
3.4.6 Transformatorschutz .............................. 229
3.4.6.1 Gehäuseschlussschutz. 3.4.6.2 Buchholzschutz. 3.4.6.3
Differentialschutz
3.4.7 Sammelschienenschutz ............................. 232
3.4.8 Gesamtstaffelplan ................................ 233
3.4.9 Elektronischer Schutz.............................. 234
3.4.9.1 Anregeschaltungen. 3.4.9.2 Elektronischer Erschluss-
schutz. 3.4.9.3 Elektronisch-digitale Schutzkonzepte.
3.4.10 Prozessrechner und Schutzeinrichtung .................. 239
4 Schaltanlagen (René Flosdorff)
4.1 Schaltgeräte für Niederspannung........................... 240
4.1.1 Aufgabe der Schaltgeräte ........................... 240
4.1.2 Einteilung der Schaltgeräte .......................... 241
4.1.2.1 Schalter. 4.1.2.2 Niederspannungssicherungen. 4.1.2.3
Sicherungstrennschalter
4.2 Schaltgeräte für Hochspannung............................ 245
4.2.1 Einteilung der Schaltgeräte .......................... 245
4.2.2 Trennschalter ................................... 245
4.2.3 Lasttrennschalter................................. 247
Inhalt XIII
4.2.4 Leistungsschalter ................................. 248
4.2.4.1 Schaltaufgaben bei Wechselstrom. 4.2.4.2 Schaltvorgang
bei Wechsel- und Drehstrom. 4.2.4.3 Wiederkehrende Span¬
nung. 4.2
A A
Löschprinzipien. 4.2.4.5 Ausführungsarten. 4.2.4.6
Antriebsarten. 4.2.4.7 Wichtige Kenngrößen
4.2.5 Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen.............. 257
4.2.5.1 Wirkungsweise. 4.2.5.2 Ausführungsarten
4.2.6 Sicherungstrennschalter ............................ 259
4.2.7 Prüfung von Schaltgeräten .......................... 259
4.3 Planung, Aufbau und Betrieb von Schaltanlagen................ 261
4.3.1 Schaltplantechnik ................................ 261
4.3.2 Planungsgrundlagen............................... 264
4.3.3 Schaltanlagen für Niederspannung .................... 266
4.3.4 Ortsnetzstationen................................. 267
4.3.5 Schaltanlagen für Hochspannung ..................... 270
4.3.5.1 Schaltung des Einspeise- und Abgangsfeldes. 4.3.5.2
Schaltung des Kuppelfeldes. 4.3.5.3 Schaltung des Messfeldes.
4.3.5.4 Innenraumanlagen von 1
kV
bis 30
kV
/ЗбкУ.
4.3.5.5 In-
nenraumanlagen von 60
kV
bis etwa 250
kV.
4.3.5.6 Freiluft-
Schaltanlagen
4.3.6 Hilfsstromkreise in Schaltanlagen ..................... 278
4.3.6.1 Gleichstrom-Hilfskreis. 4.3.6.2 Stromwandler für Schalt¬
anlagen. 4.3.6.3 Spannungswandler für Schaltanlagen. 4.3.6.4
Verriegelungs-Schaltung
4.3.7 Schaltwarten und Leitsysteme ........................ 285
4.3.7.1 Schalttafel. 4.3.7.2 Zentralfeldsteuerung. 4.3.7.3 Mosaik¬
schaltbild. 4.3.7.4 Leitsysteme mit Bildschirmüberwachung
4.3.8 Betrieb von Schaltanlagen........................... 290
Kraftwerke (Günther Hilgarth)
5.1 Dampfkraftwerke ..................................... 293
5.1.1 Innerer Aufbau .................................. 293
5.1.1.1 Dampf-Wasser-Kreislauf. 5.1.1.2 Kühlwasser-Kreislauf.
5.1.1.3 Feuerung
5.1.2 Konventionelle Dampfkraftwerke ..................... 295
5.1.2.1 Dampferzeuger. 5.1.2.2 Äußerer Aufbau
5.1.3 Kernenergie-Kraftwerke............................ 296
5.1.4 Dampfturbinen .................................. 297
XIV Inhalt
5.2 Gasturbinen-Kraftwerke ................................ 298
5.2.1 Bauarten ....................................... 298
5.2.2 Anwendungsbereiche .............................. 298
5.3 Dieselkraftwerke ...................................... 300
5.4 Wasser-, Wind- und Solarkraftwerke ........................ 300
5.4.1 Wasserkraftwerke ................................ 301
5.4.1.1 Laufwasser-Kraftwerke. 5.4.1.2 Speicher-Kraftwerke.
5.4.1.3 Gezeiten-Kraftwerke. 5.4.1.4 Wasserturbinen
5.4.2 Windkraftwerke.................................. 304
5.4.2.1 Leistung der Windturbine. 5.4.2.2 Elektrische Systeme
5.4.3 Solarkraftwerke.................................. 308
5.5 Generatoren ......................................... 309
5.5.1 Bauarten....................................... 309
5.5.1.1 Aufbau. 5.5.1.2 Generatorspannung. 5.5.1.3 Erregung
5.5.2 Betriebsverhalten ................................. 311
5.5.2.1 Widerstände. 5.5.2.2 Zeigerdiagramm und Ersatzschal¬
tung
5.6 Kraftwerkseigenbedarf.................................. 313
5.6.1 Betriebsanforderung............................... 314
5.6.2 Versorgung des Eigenbedarfs ........................ 314
5.6.3 Anfahren des Kraftwerks ........................... 315
5.6.4 Spannungen .................................... 316
5.7 Kraftwerksregelung .................................... 316
5.7.1 Inselbetrieb ..................................... 317
5.7.2 Verbundbetrieb .................................. 319
6 Elektrizitätswirtschaft (Günther Hilgarth)
6.1 Grundbegriffe ........................................ 320
6.1.1 Belastungskurven................................. 320
6.1.2 Verlustarbeit .................................... 323
6.1.3 Gleichzeitigkeitsgrad .............................. 325
6.2 Kostenstruktur ....................................... 325
6.2.1 Verlustkosten ................................... 326
6.2.2 Annuitätsmethode ................................ 327
Inhalt
XV
6.2.3 Barwertmethode ................................. 328
6.2.3.1 Barwert von Kapitalbeträgen. 6.2.3.2 Barwert jährlich
gleicher Verlustkosten. 6.2.3.3 Barwert jährlich steigender Ver¬
lustkosten
6.3 Wirtschaftlichkeit elektrischer Anlagen ...................... 331
6.3.1 Kraftwerk ...................................... 331
6.3.2 Freileitung ..................................... 333
6.3.2.1 Anlagekosten. 6.3.3.2 Wirtschaftliche Stromdichte.
6.3.2.3 Wirtschaftliche Übertragungsleistung
6.3.3 Kabel ......................................... 335
6.3.4 Transformatoren ................................. 335
6.3.5 Wirtschaftlicher Netzbetrieb ......................... 337
6.3.6 Verbundwirtschaft ................................ 339
6.4 Strompreisregelung .................................... 339
6.4.1 Leistungpreis-Tarif ............................... 340
6.4.2 Arbeitspreis-Tarif ................................ 340
6.4.3 Blindstromklausel ................................ 341
Anhang
1. Umrechnung von Einheiten ................................. 342
2. Weiterführendes Schrifttum ................................. 342
3. Normblätter (Auswahl) .................................... 344
4. VDE-Bestimmungen (Auswahl) .............................. 345
5. Grafische Symbole für die Elektrotechnik (Auswahl aus DTN 40900) .... 346
6. Kennwerte von Leitungen und Leitern (Auswahl).................. 351
7. Kennbuchstaben in Schaltplänen ............................. 364
8. Schutzmaßnahmen nach
DIN VDE
0100 (Auswahl) ................ 367
9. Richtwerte, Sicherheitswerte, Vorsorgewerte von niederfrequenten
elektrischen und magnetischen Feldern für ausgewählte Einrichtungen
und Geräte .............................................. 368
10. Formelzeichen........................................... 369
Sachverzeichnis............................................ 375
Hinweise auf DIN-Normen in diesem Werk entsprechen dem Stand der Normung bei Ab-
schluss des Manuskriptes. Maßgebend sind die jeweils neuesten Ausgaben der Normblätter des
DIN,
Deutsches Institut für Normung e.V., im Format
A
4, die durch die Beuth-Verlag GmbH,
Berlin und Köln zu beziehen sind. - Sinngemäß gilt das gleiche für alle in diesem Buche angezo¬
genen amtlichen Richtlinien, Bestimmungen, Verordnungen usw.
|
| adam_txt |
Inhalt
1 Elektrische Netze (Günther Hilgarth)
1.1 Betriebsgrößen und Begriffe . 1
1.1.1 Stromarten und Frequenzen . 1
1.1.2 Übertragungs- und Verteilungsspannungen . 2
1.1.3 Netzstrukturen . 3
1.2 Übertragungsmittel . 4
1.2.1 Kabel . 4
1.2.1.1 Kurzzeichen für Typenbezeichnung. 1.2.1.2 Metallman¬
telkabel. 1.2.1.3 Kunststoffkabel. 1.2.1.4 Ölkabel. 1.2.1.5 Gas¬
druckkabel. 1.2.1.6 Kabelerwärmung. 1.2.1.7 Hochleistungs¬
kabel
1.2.2 Freileitung . 20
1.2.2.1 Freileitungsmaste. 1.2.2.2 Mastgründungen. 1.2.2.3 Mast¬
erdung und Blitzschutzraum. 1.2.2.4 Seile. 1.2.2.5 Durchhang.
1.2.2.6 Anordnung der Leiter. 1.2.2.7 Isolatoren und Armaturen
1.2.3 Ermittlung der Kenngrößen . 31
1.2.3.1 Gleichstrom widerstand. 1.2.3.2 Induktivität bei Mehrlei¬
tersystemen. 1.2.3.3 Nullimpedanz einer Freileitung. 1.2.3.4 Ka¬
pazitäten einer Freileitung. 1.2.3.5 Blindwiderstände von Ka¬
beln. 1.2.3.6 Normierte Widerstände
1.2.4 Umrechnung von Widerständen auf andere Spannungen . 49
1.2.5 Transformator. 50
1.3 Bemessung elektrischer Leitungen und Netze . 52
1.3.1 Richtlinien für die Bemessung . 52
1.3.1.1 Leitungsnachbildung und Ersatzschaltung. 1.3.1.2 Span¬
nungsdifferenz. 1.3.1.3 Strombelastbarkeit
1.3.2 Nieder- und Mittelspannungsnetze . 55
1.3.2.1 Einseitig gespeiste Leitung mit einer Abnahme. 1.3.2.2
Leitung mit verteilten Abnahmen. 1.3.2.3 Einseitig gespeiste,
verzweigte Leitung. 1.3.2.4 Querschnittsabstufung. 1.3.2.5 Zwei¬
seitig gespeiste Leitung. 1.3.2.6 Vermaschtes Netz. 1.3.2.7 Kom¬
plexe Lastflussberechnung
X
Inhalt
1.3.3 Hochspannungs-Drehstromübertragung . 85
1.3.3.1 Leitungsgleichungen. 1.3.3.2 Komplexes Spannungs-
und Stromverhältnis. 1.3.3.3 Verlustlose Leitung. 1.3.3.4 Ver¬
lustarme Leitung. 1.3.3.5 Natürliche Leistung. 1.3.3.6 Leitungs¬
diagramm. 1.3.3.7 Komplexes Leistungsverhältnis. 1.3.3.8 Stabi¬
lität der Energieübertragung
1.3.4 Elektromagnetische Felder im Bereich elektrischer Anlagen . 102
1.3.4.1 Magnetisches Feld. 1.3.4.2 Elektrisches Feld
1.3.5 Hochspannungs-Gleichstromübertragung . 108
1.3.6 Blindleistungskompensation . 109
2 Kurzschluss und Erdschluss (René Flosdorff)
2.1 Dreisträngiger Kurzschluss . 115
2.1.1 Verlauf des Kurzschlussstroms . 115
2.1.1.1 Generatorferner Kurzschluss. 2.1.1.2 Generatornaher
Kurzschluss. 2.1.1.3 Kurzschlussentfernung
2.1.2 Anfangs-Kurzschlusswechselstrom . 120
2.1.3 Stoßkurzschlussstrom und Stoßfaktor . 121
2.1.3.1 Stoßfaktor in Kurzschlusskreisen ohne Stromverzwei¬
gung. 2.1.3.2 Stoßfaktor in Kurzschlusskreisen mit Stromver¬
zweigung
2.1.4 Dauerkurzschmssstrom und Dauerfaktor. 125
2.1.5 Ausschaltstrom und Abklingfaktor . 126
2.1.6 Kurzschlussleistung und Ausschaltleistung. 127
2.1.7 Widerstände in der Kurzschlussbahn . 128
2.1.7.1 Dreiwickl
ungs-Transformator.
2.1.7.2 Kurzschluss¬
strombegrenzung. 2.1.7.3 Synchrongenerator. 2.1.7.4 Asyn¬
chronmotor. 2.1.7.5 Netzersatzimpedanz. 2.1.7.6 Kurzschluss¬
berechnung mit Bezugsspannung lOkV. 2.1.7.7 Kurzschluss¬
berechnung in vermaschten Netzen
2.2 Symmetrische Komponenten . 144
2.2.1 Entstehung unsymmetrischer Dreiphasensysteme . 144
2.2.1.1 Dreileiternetz. 2.2.1.2 Vierleiternetz
2.2.2 Zerlegung unsymmetrischer Dreiphasen-Systeme in symmetri¬
sche Komponenten . 146
2.2.2.1 Dreileiternetz. 2.2.2.2 Vierleiternetz
2.2.3 Verknüpfung der symmetrischen Komponenten von Spannung
und Strom. 149
2.2.3.1 Mit-, Gegen- und Nullimpedanz. 2.2.3.2 Quellenspan¬
nung und Teilspannungen. 2.2.3.3 Leistungen
Inhalt
XI
2.3 Unsymmetrische Fehler . 153
2.3.1 Zweisträngiger Kurzschluss . 154
2.3.1.1 Mit Erdberührung. 2.3.1.2 Ohne Erdberührung
2.3.2 Einsträngiger Kurzschluss. 157
2.3.2.1 Ohne Übergangswiderstand. 2.3.2.2 Mit Übergangs¬
widerstand
2.3.3 Erdschluss im Netz mit isoliertem Sternpunkt. 164
2.3.3.1 Ladeleistung. 2.3.3.2 Erdschlusskompensation
2.3.4 Stromverteilung bei Transformatoren mit drehender
Schaltgruppe . 170
2.3.5 Sternpunktschaltung in Drehstromnetzen. 171
2.4 Wirkungen des Kurzschlussstroms. 174
2.4.1 Mechanische Beanspruchung durch Stromkräfte. 174
2.4.1.1 Mechanische Festigkeit von Stromschienen. 2.4.1.2 Me¬
chanische Festigkeit von Stützern
2.4.2 Thermische Beanspruchung durch Stromwärme . 178
3 Schutzeinrichtungen (René Flosdorff)
3.1 Erder und Erdungsanlagen . 183
3.1.1 Elektrisches Verhalten des Erders . 183
3.1.2 Erderarten. 185
3.L3 Erdungsarten. 188
3.2 Schutz des Menschen . 190
3.2.1 Unfallstromkreis . 191
3.2.2 Schutz bei indirektem Berühren im TN-System. 193
3.2.3 Schutz bei indirektem Berühren im IT-System . 195
3.2.4 Fehlerstrom-Schutzschaltung (Fl-Schaltung) . 195
3.3 Überspannungsschutz . 197
3.3.1 Entstehung von Überspannungen . 197
3.3.1.1 Spannungserhöhungen bei Betriebsfrequenz. 3.3.1.2 Ge¬
genseitige Beeinflussung paralleler Leitungen. 3.3.1.3 Kipp¬
schwingungen. 3.3.1.4 Schaltüberspannungen. 3.3.1.5 Atmo¬
sphärische Überspannungen
3.3.2 Schutzeinrichtungen gegen Überspannungen . 201
3.3.2.1 Funkenstrecke. 3.3.2.2 Überspannungsabieiter. 3.3.2.3
Koordination der Isolation. 3.3.2.4 Einsatz von Überspan-
nungsableitern
XII Inhalt
3.4 Schutz der Übertragungseinrichtungen. 206
3.4.1 Fehlerarten, Auswirkungen, Messkriterien . 206
3.4.2 Grundlagen der Schutzgerätetechnik . 208
3.4.2.1 Kenngrößen der Schutzgeräte. 3.4.2.2 Strom- und Span¬
nungsrelais. 3.4.2.3 Zeitrelais. 3.4.2.4 Hilfs- und Melderelais
3.4.3 Drehspulrelais mit Gleichrichterbrücken . 210
3.4.3.1 Impedanzmessung. 3.4.3.2 Leistungsrichtungs-Messung.
3.4.3.3 Differenzmessung
3.4.4 Leitungs- und Netzschutz . 215
3.4.4.1 Schutzanregungen. 3.4.4,2 Überstromschutz. 3.4.4.3 Di¬
stanzschutz. 3.4.4.4 Erdschlussschutz. 3.4.4.5 Kurzunterbre¬
chung (KU)
3.4.5 Generatorschutz . 223
3.4.5.1 Differentialschutz. 3.4.5.2 Überstromzeitschutz. 3.4.5.3
Ständererdschlussschutz. 3.4.5.4 Läufererdschlussschutz. 3.4.5.5
Schieflastschutz. 3.4.5.6 Windungsschlussschutz. 3.4.5.7 Ent-
regungseinrichtungen
3.4.6 Transformatorschutz . 229
3.4.6.1 Gehäuseschlussschutz. 3.4.6.2 Buchholzschutz. 3.4.6.3
Differentialschutz
3.4.7 Sammelschienenschutz . 232
3.4.8 Gesamtstaffelplan . 233
3.4.9 Elektronischer Schutz. 234
3.4.9.1 Anregeschaltungen. 3.4.9.2 Elektronischer Erschluss-
schutz. 3.4.9.3 Elektronisch-digitale Schutzkonzepte.
3.4.10 Prozessrechner und Schutzeinrichtung . 239
4 Schaltanlagen (René Flosdorff)
4.1 Schaltgeräte für Niederspannung. 240
4.1.1 Aufgabe der Schaltgeräte . 240
4.1.2 Einteilung der Schaltgeräte . 241
4.1.2.1 Schalter. 4.1.2.2 Niederspannungssicherungen. 4.1.2.3
Sicherungstrennschalter
4.2 Schaltgeräte für Hochspannung. 245
4.2.1 Einteilung der Schaltgeräte . 245
4.2.2 Trennschalter . 245
4.2.3 Lasttrennschalter. 247
Inhalt XIII
4.2.4 Leistungsschalter . 248
4.2.4.1 Schaltaufgaben bei Wechselstrom. 4.2.4.2 Schaltvorgang
bei Wechsel- und Drehstrom. 4.2.4.3 Wiederkehrende Span¬
nung. 4.2
A A
Löschprinzipien. 4.2.4.5 Ausführungsarten. 4.2.4.6
Antriebsarten. 4.2.4.7 Wichtige Kenngrößen
4.2.5 Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen. 257
4.2.5.1 Wirkungsweise. 4.2.5.2 Ausführungsarten
4.2.6 Sicherungstrennschalter . 259
4.2.7 Prüfung von Schaltgeräten . 259
4.3 Planung, Aufbau und Betrieb von Schaltanlagen. 261
4.3.1 Schaltplantechnik . 261
4.3.2 Planungsgrundlagen. 264
4.3.3 Schaltanlagen für Niederspannung . 266
4.3.4 Ortsnetzstationen. 267
4.3.5 Schaltanlagen für Hochspannung . 270
4.3.5.1 Schaltung des Einspeise- und Abgangsfeldes. 4.3.5.2
Schaltung des Kuppelfeldes. 4.3.5.3 Schaltung des Messfeldes.
4.3.5.4 Innenraumanlagen von 1
kV
bis 30
kV
/ЗбкУ.
4.3.5.5 In-
nenraumanlagen von 60
kV
bis etwa 250
kV.
4.3.5.6 Freiluft-
Schaltanlagen
4.3.6 Hilfsstromkreise in Schaltanlagen . 278
4.3.6.1 Gleichstrom-Hilfskreis. 4.3.6.2 Stromwandler für Schalt¬
anlagen. 4.3.6.3 Spannungswandler für Schaltanlagen. 4.3.6.4
Verriegelungs-Schaltung
4.3.7 Schaltwarten und Leitsysteme . 285
4.3.7.1 Schalttafel. 4.3.7.2 Zentralfeldsteuerung. 4.3.7.3 Mosaik¬
schaltbild. 4.3.7.4 Leitsysteme mit Bildschirmüberwachung
4.3.8 Betrieb von Schaltanlagen. 290
Kraftwerke (Günther Hilgarth)
5.1 Dampfkraftwerke . 293
5.1.1 Innerer Aufbau . 293
5.1.1.1 Dampf-Wasser-Kreislauf. 5.1.1.2 Kühlwasser-Kreislauf.
5.1.1.3 Feuerung
5.1.2 Konventionelle Dampfkraftwerke . 295
5.1.2.1 Dampferzeuger. 5.1.2.2 Äußerer Aufbau
5.1.3 Kernenergie-Kraftwerke. 296
5.1.4 Dampfturbinen . 297
XIV Inhalt
5.2 Gasturbinen-Kraftwerke . 298
5.2.1 Bauarten . 298
5.2.2 Anwendungsbereiche . 298
5.3 Dieselkraftwerke . 300
5.4 Wasser-, Wind- und Solarkraftwerke . 300
5.4.1 Wasserkraftwerke . 301
5.4.1.1 Laufwasser-Kraftwerke. 5.4.1.2 Speicher-Kraftwerke.
5.4.1.3 Gezeiten-Kraftwerke. 5.4.1.4 Wasserturbinen
5.4.2 Windkraftwerke. 304
5.4.2.1 Leistung der Windturbine. 5.4.2.2 Elektrische Systeme
5.4.3 Solarkraftwerke. 308
5.5 Generatoren . 309
5.5.1 Bauarten. 309
5.5.1.1 Aufbau. 5.5.1.2 Generatorspannung. 5.5.1.3 Erregung
5.5.2 Betriebsverhalten . 311
5.5.2.1 Widerstände. 5.5.2.2 Zeigerdiagramm und Ersatzschal¬
tung
5.6 Kraftwerkseigenbedarf. 313
5.6.1 Betriebsanforderung. 314
5.6.2 Versorgung des Eigenbedarfs . 314
5.6.3 Anfahren des Kraftwerks . 315
5.6.4 Spannungen . 316
5.7 Kraftwerksregelung . 316
5.7.1 Inselbetrieb . 317
5.7.2 Verbundbetrieb . 319
6 Elektrizitätswirtschaft (Günther Hilgarth)
6.1 Grundbegriffe . 320
6.1.1 Belastungskurven. 320
6.1.2 Verlustarbeit . 323
6.1.3 Gleichzeitigkeitsgrad . 325
6.2 Kostenstruktur . 325
6.2.1 Verlustkosten . 326
6.2.2 Annuitätsmethode . 327
Inhalt
XV
6.2.3 Barwertmethode . 328
6.2.3.1 Barwert von Kapitalbeträgen. 6.2.3.2 Barwert jährlich
gleicher Verlustkosten. 6.2.3.3 Barwert jährlich steigender Ver¬
lustkosten
6.3 Wirtschaftlichkeit elektrischer Anlagen . 331
6.3.1 Kraftwerk . 331
6.3.2 Freileitung . 333
6.3.2.1 Anlagekosten. 6.3.3.2 Wirtschaftliche Stromdichte.
6.3.2.3 Wirtschaftliche Übertragungsleistung
6.3.3 Kabel . 335
6.3.4 Transformatoren . 335
6.3.5 Wirtschaftlicher Netzbetrieb . 337
6.3.6 Verbundwirtschaft . 339
6.4 Strompreisregelung . 339
6.4.1 Leistungpreis-Tarif . 340
6.4.2 Arbeitspreis-Tarif . 340
6.4.3 Blindstromklausel . 341
Anhang
1. Umrechnung von Einheiten . 342
2. Weiterführendes Schrifttum . 342
3. Normblätter (Auswahl) . 344
4. VDE-Bestimmungen (Auswahl) . 345
5. Grafische Symbole für die Elektrotechnik (Auswahl aus DTN 40900) . 346
6. Kennwerte von Leitungen und Leitern (Auswahl). 351
7. Kennbuchstaben in Schaltplänen . 364
8. Schutzmaßnahmen nach
DIN VDE
0100 (Auswahl) . 367
9. Richtwerte, Sicherheitswerte, Vorsorgewerte von niederfrequenten
elektrischen und magnetischen Feldern für ausgewählte Einrichtungen
und Geräte . 368
10. Formelzeichen. 369
Sachverzeichnis. 375
Hinweise auf DIN-Normen in diesem Werk entsprechen dem Stand der Normung bei Ab-
schluss des Manuskriptes. Maßgebend sind die jeweils neuesten Ausgaben der Normblätter des
DIN,
Deutsches Institut für Normung e.V., im Format
A
4, die durch die Beuth-Verlag GmbH,
Berlin und Köln zu beziehen sind. - Sinngemäß gilt das gleiche für alle in diesem Buche angezo¬
genen amtlichen Richtlinien, Bestimmungen, Verordnungen usw. |
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