Elektroenergiesysteme: Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
Springer
2012
|
| Edition: | 3., neu bearb. und erw. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXX, 1051 S. zahlr. Ill., graph. Darst., Kt. |
| ISBN: | 3642219578 9783642219573 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1. ELEKTRISCHE ENERGIE, LEBENSSTANDARD, VERSORGUNGSSI- CHERHEIT 1
2. ELEKTROENERGIESYSTEME, VERBUNDSYSTEME 11
2.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNG 11
2.2 LIBERALISIERUNG DES STROMMARKTS 14
2.3 ELEKTROENERGIESYSTEME 19
2.4 VERBUNDSYSTEME 25
3. ENERGIERESSOURCEN - ENERGIEVERBRAUCH 35
3.1 ERZEUGUNG UND VERBRAUCH ELEKTRISCHER ENERGIE 35 3.2
PRIMAERENERGIERESSOURCEN 42
3.2.1 ERSCHOEPFLICHE RESSOURCEN UND IHR VERBRAUCH . .. 45 3.2.2
UNERSCHOEPFLICHE RESSOURCEN 52
3.3 KLIMAWANDEL 57
4. STROMERZEUGUNG IN WAERMEKRAFTWERKEN 61
4.1 THERMODYNAMISCHE GRUNDBEGRIFFE 64
4.1.1 DAMPFGEHALT 65
4.1.2 ENTROPIE, T(S)-DIAGRAMM 66
4.1.3 CARNOT-PROZESS UND THERMISCHER WIRKUNGSGRAD . 70 4.1.4
ARBEITSFLUID WASSER/DAMPF IM T(S)-DIAGRAMM. 73 4.1.5 ENTHALPIE,
H(S)-DIAGRAMM 75
4.2 DAMPFKRAFTWERKSPROZESS 79
4.2.1 WAERMESCHALTBILD, T(S)-DIAGRAMM UND WIRKUNGS- GRAD 79
4.2.2 MASSNAHMEN ZUR ERHOEHUNG DES WIRKUNGSGRADS . 82 4.2.2.1
ZWISCHENUEBERHITZUNG 83
4.2.2.2 REGENERATIVE SPEISEWASSERVORWAERMUNG 84 4.2.2.3
KUEHLMITTELTEMPERATUR 85
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1012631443
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
XVI INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2.4 GESAMTWIRKUNGSGRAD EINES KRAFTWERKS 86 4.2.3 EXERGETISCHER
WIRKUNGSGRAD 90
4.3 DAMPFKRAFTWERKKOMPONENTEN 92
4.3.1 DAMPFERZEUGER 92
4.3.1.1 DAMPFERZEUGERBAUARTEN 92
4.3.1.2 FEUERUNGEN 98
4.3.1.3 LEISTUNGSREGELUNG BEI DAMPFERZEUGERN 100 4.3.1.4
RAUCHGASREINIGUNG 101
4.3.2 DAMPFTURBINEN 106
4.3.2.1 BAUARTEN 106
4.3.2.2 LEISTUNGSREGELUNG VON DAMPFTURBINEN 112 4.3.3 KONDENSATOR,
KUEHLEINRICHTUNGEN 116
4.3.3.1 KONDENSATOR 116
4.3.3.2 KUEHLARTEN 117
4.3.3.3 ABWAERMENUTZUNG 119
4.4 LEISTUNGSREGELUNG IN DAMPFKRAFTWERKEN 121
4.4.1 FESTDRUCKBETRIEB 121
4.4.2 GLEITDRUCKBETRIEB 123
4.4.3 MODIFIZIERTER GLEICHDRUCKBETRIEB 123
4.4.4 VERGLEICHENDE BETRACHTUNG 124
4.5 GASTURBINENKRAFTWERKE 126
4.6 KOMBINIERTE GAS- UND DAMPFKRAFTWERKE (GUD) 131 4.7
KRAFT-WAERME-KOPPLUNG 134
4.7.1 KRAFT-WAERME-KOPPLUNG IN DER INDUSTRIE 135 4.7.2
KRAFT-WAERME-KOPPLUNG IN DER OEFFENTLICHEN STROMVERSORGUNG 137
5. STROMERZEUGUNG IN KERNKRAFTWERKEN 141
5.1 KERNENERGIE 144
5.1.1 KERNFUSION 145
5.1.2 KERNFISSION (KERNSPALTUNG) 148
5.1.3 NACHZERFALLSWAERME 159
5.1.4 BRENNSTOFFKREISLAUF 163
5.2 DRUCKWASSERREAKTOREN (DWR) 167
5.3 SIEDEWASSERREAKTOREN (SWR) 170
5.4 GASGEKUEHLTE REAKTOREN 172
5.5 BRUTREAKTOREN 174
5.6 KERNKRAFTWERKE DER GENERATION IV 177
5.7 LEISTUNGSREGELUNG VON KERNREAKTOREN 178
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XVII
5.7.1 LEISTUNGSREGELUNG VON DRUCKWASSERREAKTOREN. .. 181 5.7.2
LEISTUNGSREGELUNG VON SIEDEWASSERREAKTOREN . .. 183 5.7.3
LEISTUNGSREGELUNG VON GASGEKUEHLTEN REAKTOREN . 184 5.7.4
LEISTUNGSREGELUNG VON NATRIUMGEKUEHLTEN REAK-
TOREN 184
5.7.5 BEREITSTELLUNG VON REGELENERGIE DURCH KERNKRAFT- WERKE 185
6. S T R O M E R Z E U G U NG AUS E R N E U E R B A R EN ENERGIEN 189
6.1 WASSERKRAFTWERKE 190
6.1.1 LAUFWASSERKRAFTWERKE 191
6.1.2 SPEICHERKRAFTWERKE 192
6.1.3 PUMPSPEICHERKRAFTWERKE 194
6.1.4 GEZEITENKRAFTWERKE 196
6.1.5 TURBINENTYPEN 198
6.1.5.1 KAPLAN-TURBINE 199
6.1.5.2 FRANCIS-TURBINE 199
6.1.5.3 PELTON-TURBINE 201
6.1.6 LEISTUNGSREGELUNG 202
6.2 WINDKRAFTANLAGEN 204
6.2.1 MECHANISCHE LEISTUNG 205
6.2.2 GENERATORKONZEPTE 206
6.2.3 LEISTUNGSREGELUNG VON WINDTURBINEN 208
6.2.4 EINBINDUNG VON WINDKRAFTANLAGEN IN DIE NETZE DER OEFFENTLICHEN
STROMVERSORGUNG 210
6.2.5 STAND DER TECHNIK UND AUSBLICK 211
6.3 SOLARENERGIEANLAGEN 216
6.3.1 DIREKTE NUTZUNG DER SOLARENERGIE 219
6.3.1.1 PHOTOVOLTAIK-ANLAGEN 219
6.3.1.2 SOLARTHERMISCHE ANLAGEN 226
6.4 BIOMASSSE - KRAFTWERKE 230
6.5 GEOTHERMISCHE STROMERZEUGUNG 233
6.6 BRENNSTOFFZELLEN 236
6.7 VIRTUELLE KRAFTWERKE 238
6.8 SPEICHER ELEKTRISCHER ENERGIE 239
6.8.1 PUMPSPEICHERKRAFTWERKE 240
6.8.2 DRUCKGASSPEICHER-KRAFTWERKE 240
6.8.3 WIEDERAUFLADBARE BATTERIEN 242
6.8.4 WASSERSTOFFTECHNOLOGIE 247
IMAGE 4
XVIII INHALTSVERZEICHNIS
6.8.5 WAERMESPEICHER 249
6.8.6 SCHWUNGRADSPEICHER 249
6.8.7 SUPRALEITENDE MAGNETISCHE ENERGIESPEICHER . . .. 250
7. KRAFTWERKLEITTECHNIK 253
7.1 LEITTECHNIK-FUNKTIONEN 254
7.2 VERFAHRENS- UND LEITTECHNISCHE STRUKTUR EINES KRAFT- WERKPROZESSES
256
7.3 PROZESSLEITSYSTEME 259
7.3.1 VERBINDUNGSPROGRAMMIERTE PROZESSLEITSYSTEME . 259 7.3.2
SPEICHERPROGRAMMIERBARE PROZESSLEITSYSTEME. . . 261 7.3.3
PROZESSLEITSYSTEME MIT FELDBUS 270
7.3.4 ENERGIEMANAGEMENTSYSTEME 271
7.3.4.1 PROZESSNAHE ANWENDUNGEN 272
7.3.4.2 BETRIEBLICHE ANWENDUNGEN 274
7.3.4.3 BUSINESS ANWENDUNGEN 274
7.3.4.4 FERNWARTUNG 274
7.4 PROZESSVISUALISIERUNG 275
7.5 ENERGIEMANAGEMENTSYSTEME DER GENERATION IV 277
8. UMWANDLUNG MECHANISCHER ENERGIE MITTELS SYNCHRONGENERATOREN 283
8.1 VOLLPOL- UND SCHENKELPOLGENERATOREN 284
8.2 WIRKUNGSWEISE VON SYNCHRONGENERATOREN 287 8.2.1 DER
SYNCHRONGENERATOR IM LEERLAUF 287
8.2.2 DER SYNCHRONGENERATOR BEI BELASTUNG 293 8.2.3 EINFLUSS DER
SAETTIGUNG 298
8.2.4 DAEMPFERWICKLUNG 300
8.3 BESONDERHEITEN DER SCHENKELPOLMASCHINE 302 8.4 LEISTUNGSGLEICHUNGEN
DER SYNCHRONMASCHINE 305 8.5 STATIONAERE BETRIEBSZUSTAENDE 307
8.6 PHASENSCHIEBERBETRIEB 308
8.7 BELASTUNGSGRENZEN DES SYNCHRONGENERATORS 310 8.8
STERNPUNKTBEHANDLUNG BEI SYNCHRONGENERATOREN 314 8.9 ERREGUNGSVERFAHREN
FUER SYNCHRONGENERATOREN 317 8.9.1 GLEICHSTROMERREGERMASCHINEN 317
8.9.2 DREHSTROMERREGERMASCHINEN 319
8.9.3 STATISCHE ERREGEREINRICHTUNGEN 320
8.9.4 DYNAMISCHES VERHALTEN VON ERREGEREINRICH- TUNGEN 321
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XIX
8.10 DER SYNCHRONGENERATOR IM KURZSCHLUSS 322
8.10.1 GENERATORFERNER KURZSCHLUSS 323
8.10.2 GENERATORNAHER KURZSCHLUSS 330
8.11 MATHEMATISCHE MODELLE FUER SYNCHRONGENERATOREN 335 8.11.1
DREIPHASIGES MODELL EINES SYNCHRONGENERATORS MIT VOLLPOLLAEUFER IM
STATIONAEREN BETRIEB 335 8.11.2 EINPHASIGES MODELL EINES
SYNCHRONGENERATORS
MIT VOLLPOLLAEUFER IM STATIONAEREN BETRIEB 339 8.11.3 ERMITTLUNG DER MIT-,
GEGEN UND NULLIMPEDANZ EINES SYNCHRONGENERATORS 348
8.11.4 DIE D ?0-TRANSFORMATION 351
8.11.4.1 MATHEMATISCHE VORGEHENSWEISE 354 8.11.4.2 ELEKTRISCHE LEISTUNG
UND DREHMOMENT 365 8.11.4.3 KOPPLUNG DES GENERATORMODELLS MIT DEM
ELEKTROENERGIESYSTEM 367
8.12 VIRTUELLER SYNCHRONGENERATOR 368
9. BEREITSTELLUNG ELEKTR. ENERGIE AUF VERSCHIEDENEN SPANNUNGSEBENEN 371
9.1 WIRKUNGSWEISE UND ERSATZSCHALTBILD VON TRANSFORMATOREN375 9.2
KURZSCHLUSSERSATZSCHALTBILD 385
9.2.1 ERSATZSCHALTBILDER MIT UMGERECHNETEN GROESSEN .. 385 9.2.2 MESSUNG
DER KURZSCHLUSSIMPEDANZ 388
9.2.3 BERECHNUNG DER KURZSCHLUSSIMPEDANZ 390 9.2.4 ZEIGERDIAGRAMME DES
KURZSCHLUSSERSATZSCHALT- BILDS 391
9.2.5 KURZSCHLUSSERSATZSCHALTBILD FUER DREIWICKLUNGS- TRANSFORMATOREN 392
9.3 KASKADIERTE UND PARALLEL GESCHALTETE TRANSFORMATOREN . . 393 9.3.1
KASKADIERTE TRANSFORMATOREN 393
9.3.2 PARALLELBETRIEB VON TRANSFORMATOREN 396
9.4 SPARTRANSFORMATOREN 397
9.5 DREHSTROMTRANSFORMATOREN 398
9.5.1 KERNBAUFORMEN 398
9.5.2 SCHALTGRUPPEN 400
9.5.2.1 SCHALTGRUPPE YYO 405
9.5.2.2 SCHALTGRUPPE DY5 409
9.5.2.3 SCHALTGRUPPE YD5 410
9.5.2.4 SCHALTGRUPPE YZ5 411
IMAGE 6
XX INHALTSVERZEICHNIS
9.5.3 MIT-, GEGEN- UND NULLIMPEDANZ VON DREHSTROM- TRANSFORMATOREN 412
9.5.3.1 MITIMPEDANZ VON DREHSTROMTRANSFOR- MATOREN 412
9.5.3.2 NULLIMPEDANZ VON DREHSTROMTRANSFOR- MATOREN 413
9.6 REGELTRANSFORMATOREN 420
9.6.1 LAENGSREGLER 421
9.6.1.1 UNTER LAST SCHALTBARE TRANSFORMATOREN 421 9.6.1.2 LAENGSREGLER
MIT ZUSATZTRANSFORMATOREN 423 9.6.2 QUERREGLER 424
9.6.3 SCHRAEGREGLER 426
9.7 ZEITLICHER VERLAUF DES MAGNETISIERUNGSSTROMS 427 9.8
EINSCHALTSTOSSSTROM LEERLAUFENDER TRANSFORMATOREN 429
10. TRANSPORT UND UEBERTRAGUNG ELEKTRISCHER ENERGIE . . .. 435 10.1
HOCHSPANNUNGS-DREHSTROM-UEBERTRAGUNG, HDUE 435 10.1.1 TRANSPORTNETZE 436
10.1.2 UEBERTRAGUNGSNETZE 439
10.1.3 HOEHE DER TRANSPORT- BZW. UEBERTRAGUNGSSPANNUNG439 10.1.3.1
UEBERTRAGUNGSVERLUSTE 439
10.1.3.2 UEBERTRAGUNGSKAPAZITAET 440
10.2 HOCHSPANNUNGS-GLEICHSTROM-UEBERTRAGUNG, HGUE 443 10.3
BETRIEBSVERHALTEN VON LEITUNGEN 447
10.3.1 ELEKTRISCH LANGE UND KURZE LEITUNGEN 447 10.3.2 MATHEMATISCHES
MODELL ELEKTRISCH LANGER LEI- TUNGEN 450
10.3.3 VERLUSTLOSE LEITUNG 455
10.3.3.1 AUSGEWAEHLTE BETRIEBLICHE SPEZIALFAELLE . 455 10.3.3.2 LEERLAUF
AM LEITUNGSENDE 456
10.3.3.3 KURZSCHLUSS AM LEITUNGSENDE 458 10.3.3.4 BELASTUNG MIT DEM
WELLENWIDERSTAND. 460 10.3.4 ERSATZSCHALTBILD UND ZEIGERDIAGRAMM EINER
ELEK- TRISCH LANGEN LEITUNG 464
10.3.5 BETRIEBSVERHALTEN ELEKTRISCH KURZER LEITUNGEN . . 468 10.3.5.1
ERSATZSCHALTBILD UND ZEIGERDIAGRAMM. 468 10.3.5.2 LAENGS- UND
QUERSPANNUNGSABFALL 470 10.4 BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION IN
HOCHSPANNUNGSNETZEN .. 472
10.4.1 KOMPENSATION INDUKTIVER BLINDLEISTUNG 473
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XXI
10.4.1.1 PARALLEL-KOMPENSATION 473
10.4.1.2 REIHEN-KOMPENSATION 474
10.4.2 KOMPENSATION KAPAZITIVER BLINDLEISTUNG 477 10.5 FACTS (FLEXIBLE
AC-TRANSMISSION SYSTEMS) 478 10.5.1 KLASSIFIZIERUNG VON
FACTS-BETRIEBSMITTELN 480
10.5.2 PARALLEL GESCHALTETE FACTS-REGLER 481 10.5.2.1
THYRISTOR-CONTROLLED REACTOR, TCR .. 482 10.5.2.2 THYRISTOR-SWITCHED
CAPACITOR, TSC . . 483 10.5.2.3 STATIC VA R COMPENSATOR, SVC 484
10.5.2.4 STATCOM 485
10.5.3 SERIENGESCHALTETE FACTS-BETRIEBSMITTEL 487 10.5.3.1
THYRISTOR-CONTROLLED SERIES CAPACITOR, TCSC 487
10.5.3.2 STATIC SYNCHRONOUS SERIES COMPENSA- TOR, SSSC 489
10.5.4 KOMBINIERTE FACTS-REGLER 490
10.5.4.1 UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER, UPFC 490 10.5.4.2 DYNAMIC
POWER-FLOW CONTROLLER, DFC 491 10.5.4.3 FACTS HGUE-KUPPLUNGEN 492 10.5.5
FACTS-REGELUNG 493
10.6 BETRIEBSIMPEDANZEN VON MEHRLEITERSYSTEMEN 495 10.6.1 BERECHNUNG VON
BETRIEBSIMPEDANZEN IN LAENGS- RICHTUNG 495
10.6.1.1 CARSON-FORMEL 499
10.6.1.2 TABELLENBUECHER 500
10.6.1.3 MESSUNG DER IMPEDANZEN 500
10.6.2 BERECHNUNG DER BETRIEBSKAPAZITAETEN 503
11. VERTEILUNG ELEKTRISCHER ENERGIE 511
11.1 NETZTOPOLOGIEN 512
11.1.1 STRAHLENNETZE 512
11.1.2 RINGNETZE 513
11.1.3 MASCHENNETZE 514
11.2 110 KV-VERTEILNETZE 516
11.3 MITTELSPANNUNGSNETZE 519
11.3.1 MITTELSPANNUNGS-ORTSNETZE 520
11.3.2 MITTELSPANNUNGS-INDUSTRIENETZE 523
11.3.3 MITTELSPANNUNGSNETZE IN GROSSGEBAEUDEN BZW. GEBAEUDEKOMPLEXEN 527
IMAGE 8
XXII INHALTSVERZEICHNIS
11.3.4 EIGENBEDARFSNETZE 528
11.4 NIEDERSPANNUNGSNETZE 531
11.4.1 NIEDERSPANNUNGS-ORTSNETZE 531
11.4.2 NIEDERSPANNUNGS-INDUSTRIENETZE 533
11.4.3 GROSSGEBAEUDENETZE 537
11.4.4 BORDNETZE 538
11.5 BLINDSTROMKOMPENSATION IN MITTEL- UND NIEDERSPANNUNGS- NETZEN 540
11.5.1 NETZE MIT GERINGEM STROMRICHTERANTEIL 542 11.5.2 NETZE MIT HOHEM
STROMRICHTERANTEIL 543 11.6 SMART GRIDS 544
11.6.1 SMART METERING 547
11.6.2 SMART HOMES 547
11.6.3 KOMMUNIKATIONSWEGE FUER SMART GRIDS 548
12. STERNPUNKTBEHANDLUNG 553
12.1 NETZE MIT ISOLIERTEN STERNPUNKTEN 554
12.2 UEBER KOMPENSATIONSREAKTANZEN GEERDETE NETZE 558 12.3 NETZE MIT
GEERDETEN STERNPUNKTEN 561
12.4 STERNPUNKTBEHANDLUNG MIT SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN . 563
12.5 STERNPUNKTBEHANDLUNG IN NIEDERSPANNUNGSNETZEN 565 12.5.1 TN-NETZE
567
12.5.2 TT-NETZE 569
12.5.3 I-NETZE 569
13. SCHALTANLAGEN 573
13.1 SCHALTGERAETE 575
13.1.1 SICHERUNGEN 577
13.1.2 LASTSCHALTER 583
13.1.3 LEISTUNGSSCHALTER 585
13.1.4 TRENNSCHALTER 590
13.1.5 KURZSCHLUSSSTROMBEGRENZER 592
13.1.6 SCHALTGERAETEUEBERSICHT 595
13.2 NIEDERSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 596
13.2.1 NIEDERSPANNUNGSSCHALTANLAGEN IM WOHN-INSTALLATIONSBEREICH 597
13.2.2 NIEDERSPANNUNGSSCHALTANLAGEN BIS 630 A 599 13.2.3
NIEDERSPANNUNGSSCHALTANLAGEN UEBER 630 A 600 13.3
MITTELSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 603
IMAGE 9
INHALTSVERZEICHNIS XXIII
13.3.1 MITTELSPANNUNGSSCHALTANLAGEN DER PRIMAERVERTEI- LUNG 607
13.3.2 MITTELSPANNUNGSSCHALTANLAGEN DER SEKUNDAER- VERTEILUNG 611
13.4 HOCHSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 612
13.4.1 FREILUFTSCHALTANLAGEN 613
13.4.2 GEKAPSELTE HOCHSPANNUNGSSCHALTANLAGEN FUER IN- NENRAUMAUFSTELLUNG
615
13.4.3 TOPOLOGIE VON HOCHSPANNUNGSSCHALTANLAGEN. . .. 618 13.5
UMSPANNSTATIONEN 624
13.6 ANFORDERUNGEN AN SCHALTANLAGEN 627
14. N E T Z S C H U TZ 631
14.1 SCHUTZTECHNIK-GRUNDLAGEN 632
14.2 SCHUTZGERAETETECHNIK 637
14.3 SCHUTZPRINZIPIEN UND -KRITERIEN 640
14.3.1 UEBERSTROMSCHUTZ 640
14.3.1.1 ABHAENGIGES MAXIMALSTROM-ZEITRELAIS (AMZ-RELAIS) 641
14.3.1.2 UNABHAENGIGES MAXIMALSTROM-ZEITRELAIS (UMZ-RELAIS) 642
14.3.1.3 UMZ-SCHUTZ MIT RICHTUNGSKRITERIUM . 644 14.3.2 DISTANZSCHUTZ
645
14.3.3 VERGLEICHSSCHUTZ 650
14.3.3.1 MESSGROESSENVERGLEICHSSCHUTZ 650
14.3.3.2 PHASENVERGLEICHSSCHUTZ 652
14.3.3.3 SIGNALVERGLEICHSSCHUTZ 652
14.3.4 ERDSCHLUSSMELDUNG 653
14.4 SCHUTZTECHNIK AUS SICHT EINZELNER BETRIEBSMITTEL 654 14.4.1
LEITUNGSSCHUTZ 654
14.4.1.1 STRAHLENNETZE 655
14.4.1.2 RINGLEITUNGEN UND MASCHENNETZE . . .. 655 14.4.2
TRANSFORMATORSCHUTZ 656
14.4.2.1 TRANSFORMATORDIFFERENTIALSCHUTZ 656 14.4.2.2 BUCHHOLZRELAIS 657
14.4.3 GENERATORSCHUTZ 658
14.4.4 BLOCKSCHUTZ 659
14.4.5 SAMMELSCHIENENSCHUTZ 662
14.4.6 SCHALTANLAGENSCHUTZ 663
IMAGE 10
XXIV INHALTSVERZEICHNIS
14.5 SCHUTZKOORDINATION 664
14.5.1 STROMSTAFFELUNG IM STRAHLENNETZ 665
14.5.2 ZEITSTAFFELUNG IM STRAHLENNETZ 666
14.5.3 SCHUTZKOORDINATION IN RING- UND MASCHENNET- ZEN MIT UMZ-SCHUTZ
668
14.5.4 ZEITSTAFFELUNG MIT DISTANZRELAIS 669
14.6 ANSI SCHUTZ CODES 671
14.7 SCHUTZ IN NIEDERSPANNUNGSNETZEN 672
14.7.1 NULLUNG (TN-NETZE) 675
14.7.2 SCHUTZERDUNG (TT-NETZE) 678
14.7.3 SCHUTZLEITUNGSSYSTEM (IT-NETZE) 679
14.7.4 FEHLERSTROM-(FL)-SCHUTZSCHALTUNG 680 14.7.5
FEHLERSPANNUNGS-(FU)-SCHUTZSCHALTUNG 681 14.7.6 SCHUTZTRENNUNG 682
14.7.7 SCHUTZISOLIERUNG 683
15. FREQUENZ- UND SPANNUNGSREGELUNG 687
15.1 FREQUENZREGELUNG 692
15.1.1 ALLEINBETRIEB 692
15.1.2 PARALLELBETRIEB 695
15.1.3 NETZFREQUENZREGLER 699
15.1.4 VERBUNDBETRIEB 701
15.1.5 DYNAMISCHES VERHALTEN DER FREQUENZREGELUNG . . 705 15.2
SPANNUNGSREGELUNG 712
15.2.1 SPANNUNGSQUALITAET 712
15.2.2 SPANNUNGSREGELUNG IN UEBERTRAGUNGS- UND TRANS- PORTNETZEN 713
15.2.3 STELLGLIEDER DER SPANNUNGS-/BLINDLEISTUNGSREGE- LUNG 714
15.2.4 SPANNUNGS-/BLINDLEISTUNGSOPTIMIERUNG 715 15.3
BEGRENZUNGSREGELUNGEN 716
16. NETZLEITTECHNIK 721
16.1 NETZLEITSTELLEN 725
16.1.1 SCADA-FUNKTIONEN 725
16.1.2 HOEHERWERTIGE ENTSCHEIDUNGS- UND OPTIMIERUNGS- FUNKTIONEN HEO 729
16.1.3 RECHNERSTRUKTUR UND DATENBANKSYSTEM 730 16.1.4 SCHNITTSTELLEN ZU
ANDEREN SYSTEMEN 732
16.2 STATIONSLEITTECHNIK 733
IMAGE 11
INHALTSVERZEICHNIS XXV
16.3 FELDLEITTECHNIK 736
16.4 FERNWIRKTECHNIK 737
16.5 TONFREQUENZ- UND FUNKRUNDSTEUERUNG 739
16.5.1 TONFREQUENZRUNDSTEUERUNG 739
16.5.2 FUNKRUNDSTEUERUNG 741
17. NETZBETRIEB 743
17.1 NETZFUEHRUNG 744
17.1.1 TRANSPORTNETZFUEHRUNG IN DER KLASSISCHEN STROM- VERSORGUNG, SO
GENANNTE LASTVERTEILUNG 747 17.1.1.1 LASTPROGNOSE 748
17.1.1.2 LASTVERTEILUNG 754
17.1.1.3 KRAFTWERKSAUSWAHL 757
17.1.1.4 NETZFUEHRUNG IN DER SCHALTWARTE 758 17.1.2 TRANSPORTNETZFUEHRUNG
IM LIBERALISIERTEN STROM- MARKT, SO GENANNTE SYSTEMFUEHRUNG 760
17.1.3 EMS-FUNKTIONEN 766
17.1.4 NETZBETRIEB IN VERTEILNETZEN 770
17.2 NETZBEREITSTELLUNG 772
18. BERECHNUNG VON NETZEN UND LEITUNGEN IM STATIONAEREN BETRIEB 777
18.1 LEISTUNGSFLUSSRECHNUNG 778
18.1.1 MATHEMATISCHES NETZMODELL MIT ADMITTANZMA- TRIX 779
18.1.1.1 VIERLEITERNETZE (NETZE MIT STERNPUNKT- LEITER) 782
18.1.1.2 DREILEITER-DREHSTROMNETZE 785
18.1.2 HYBRIDMATRIX H_ 787
18.1.3 IMPEDANZMATRIX 790
18.1.4 BERECHNUNG DER KNOTENSPANNUNGEN UND LEI- TUNGSSTROEME BEI
VORGEGEBENEN LASTSTROEMEN . . .. 791 18.1.5 BERECHNUNG DER
KNOTENSPANNUNGEN BEI VORGE- GEBENEN KNOTENLEISTUNGEN 792
18.1.6 BEHANDLUNG UNTERSCHIEDLICHER NETZKNOTEN 795 18.2 VARIANTEN DER
LEISTUNGSFLUSSRECHNUNG 797
18.2.1 SCHNELLE LEISTUNGSFLUSSRECHNUNG 797
18.2.2 OPTIMALE LEISTUNGSFLUSSRECHNUNG 798
18.2.3 PROBABILISTISCHE LEISTUNGSFLUSSRECHNUNG 798
IMAGE 12
XXVI INHALTSVERZEICHNIS
18.3 MANUELLE BERECHNUNG VON LEITUNGSSTROEMEN IN KLEINEN NETZEN 799
18.3.1 DIE AN EINEM ENDE BELASTETE LEITUNG 800
18.3.2 DIE MEHRFACH BELASTETE LEITUNG 803
18.3.3 DIE BEIDSEITIG GESPEISTE LEITUNG, GLEICHE VERSORGUNGSSPANNUNG 806
18.3.4 DIE BEIDSEITIG GESPEISTE LEITUNG BEI UNTERSCHIED- LICHEN
VERSORGUNGSSPANNUNGEN 807
18.3.5 VEREINFACHUNGEN IN DER BERECHNUNG 808
18.3.6 BERECHNUNG DER STROMVERTEILUNG IN NETZEN . . .. 809 18.3.6.1
STRAHLENNETZE 809
18.3.6.2 RINGNETZE 810
18.3.6.3 MASCHENNETZE 811
19. KURZSCHLUSSSTROMBERECHNUNG 819
19.1 BEGRIFFSWELT UND METHODIK DER KURZSCHLUSSSTROMBERECH- NUNG 821
19.1.1 BERECHNUNG DES ANFANGS-KURZSCHLUSSWECHSELSTROMS I L 822
19.1.2 BERECHNUNG AUS I ABGELEITETER KURZSCHLUSS- STROMGROESSEN 823
19.1.2.1 STOSSKURZSCHLUSSSTROM I P 823
19.1.2.2 AUSSCHALTWECHSELSTROM I B 824
19.1.2.3 DAUERKURZSCHLUSSSTROM IK 824
19.1.2.4 THERMISCH WIRKSAMER KURZSCHLUSSSTROM ITH * * * 8 25
19.2 DER SYMMETRISCHE KURZSCHLUSS 825
19.2.1 BERECHNUNG VON / BEI EINFACHER GENERATOR- SPEISUNG 826
19.2.2 BERECHNUNG VON I BEI NETZEINSPEISUNG 832 19.2.3 BERECHNUNG VON
1% BEI MEHRFACHER EINSPEISUNG 836 19.2.3.1 DAS VERFAHREN DER
ERSATZSPANNUNGS- QUELLE 836
19.2.3.2 RECHENBEISPIEL ZUM VERFAHREN DER ER- SATZSPANNUNGSQUELLE 838
19.3 UNSYMMETRISCHE FEHLER 844
19.3.1 BERECHNUNGSFORMELN FUER UNSYMMETRISCHE FEHLER 847 19.3.2
BERECHNUNGSBEISPIEL * UNSYMMETRISCHE KURZ- SCHLUSSSTROEME 848
IMAGE 13
INHALTSVERZEICHNIS XXVII
19.3.2.1 AUFSTELLEN DER ERSATZSCHALTBILDER DES MIT-, GEGEN- UND
NULLSYSTEMS 849 19.3.3 BERECHNUNG DER MIT- UND GEGENIMPEDANZEN .. . 850
19.3.4 BERECHNUNG DER NULLIMPEDANZEN 850
19.3.5 BERECHNUNG DER FINALEN IMPEDANZEN Z+, Z_ UND Z O 850
19.3.5.1 EINPOLIGER KURZSCHLUSS 851
19.3.5.2 ZWEIPOLIGER KURZSCHLUSS OHNE ERDBE- RUEHRUNG 851
19.3.5.3 ZWEIPOLIGER KURZSCHLUSS MIT ERDBE- RUEHRUNG 852
19.4 KURZSCHLUSSIMPEDANZEN ELEKTRISCHER BETRIEBSMITTEL . . .. 853 19.4.1
GENERATOREN 854
19.4.2 NETZEINSPEISUNG 855
19.4.3 TRANSFORMATOREN 856
19.4.4 KRAFTWERKSBLOECKE 857
19.4.5 FREILEITUNGEN UND KABEL 858
19.4.6 MOTOREN 858
19.4.7 SONSTIGE BETRIEBSMITTEL 859
19.4.8 UEBERSICHT DER BETRIEBSMITTELIMPEDANZEN 860 19.5
KURZSCHLUSSSTROMBERECHNUNG MIT BEZOGENEN GROESSEN .. . 860 19.5.1 DAS
PER-UNIT-VERFAHREN 861
19.5.2 DAS %/MVA-VERFAHREN 862
19.6 DIGITALE KURZSCHLUSSSTROMBERECHNUNG 864
19.6.1 BERECHNUNG DES ANFANGS-KURZSCHLUSSWECHSEL- STROMS I L AUS DER
KNOTENADMITTANZMATRIX . . .. 864
20. STABILITAET VON ELEKTROENERGIESYSTEMEN 867
20.1 POLRADWINKELSTABILITAET 869
20.1.1 LEISTUNGS-/POLRADWINKELKURVE 870
20.1.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG EINES SYNCHRONGENERATORS . 872 20.1.3
KLEINSIGNALSTABILITAET 876
20.1.3.1 GRAPHISCHE UNTERSUCHUNG DER KLEINSI- GNALSTABILITAET 877
20.1.3.2 UNTERSUCHUNG DER KLEINSIGNALSTABILI- TAET MIT
UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 880 20.1.3.3 METHODE DER ZUSTANDSVARIABLEN 882
20.1.4 GROSSSIGNALSTABILITAET 883
IMAGE 14
XXVIII INHALTSVERZEICHNIS
20.1.4.1 NUMERISCHE INTEGRATION DES BEWEGUNGS-
DIFFERENTIALGLEICHUNGSSYSTEMS 884 20.1.4.2 GROSSSIGNALSTABILITAET MIT DER
METHODE DER ZUSTANDSVARIABLEN 886
20.1.4.3 LJAPUNOV-VER FAHREN 887
20.2 SPANNUNGSSTABILITAET 896
20.3 NETZZUSAMMENBRUECHE 900
21. WIRTSCHAFTLICHE ASPEKTE IN ELEKTROENERGIESYSTEMEN . . 907 21.1
ENERGIEWIRTSCHAFTSGESETZ 907
21.2 LIBERALISIERUNG DER STROMMAERKTE 908
21.3 NETZZUGANG IM DEUTSCHEN STROMMARKT 912
21.4 STROMHANDEL 914
21.4.1 GROSSHANDELSMAERKTE 916
21.4.2 REGELENERGIEMAERKTE 917
21.4.3 C0 2 -EMISSIONSHANDEL 918
21.4.4 ENERGY TRADING 919
21.5 BILANZKREISE UND BILANZIERUNGSGEBIETE 921
21.6 STROMKOSTEN UND STROMPREISE 926
21.6.1 KALKULATION DER STROMKOSTEN 927
21.6.1.1 STROMERZEUGUNGSKOSTEN 927
21.6.1.2 ERMITTLUNG VON NETZNUTZUNGSENTGELTEN 931 21.6.2 KALKULATION DER
STROMPREISE 933
21.6.3 STROMAUSFALLKOSTEN 936
21.7 METHODEN ZUR INVESTITIONSRECHNUNG 938
21.8 ASSET MANAGEMENT 941
ANHANG
A. RECHNEN MIT KOMPLEXEN GROESSEN 949
A.L KOMPLEXE ZEIGERDARSTELLUNG 949
A.L.L KOMPLEXE DARSTELLUNG VON ZWEIPOLEN 951 A.1.2 ZAEHLPFEILSYSTEME 952
A.L.3 ZEIGERDIAGRAMME 954
A.1.4 WECHSELSTROMLEISTUNG 958
B. RECHNEN IN DREHSTROMSYSTEMEN 961
B.L BEGRIFFE UND GROESSEN IN DREHSTROMSYSTEMEN 961 B.L.L SPANNUNGEN UND
STROEME IN DREHSTROMNETZEN . . 961
IMAGE 15
INHALTSVERZEICHNIS XXIX
B.1.2 SPANNUNGEN UND STROEME VON DREHSTROMERZEU- GERN UND -VERBRAUCHERN
963
B.2 DREHSTROMLEISTUNG ELEKTRISCHER BETRIEBSMITTEL 965 B.2.1
DREHSTROMVERBRAUCHER AM DREHSTROMNETZ 967 B.2.2
STERN-DREIECK-ANLAUFSCHALTUNG 969
C. RECHNEN MIT BEZOGENEN GROESSEN 971
C.L REFERENZGROESSEN 972
C.L.L BEZOGENE SPANNUNGEN 973
C.L.2 BEZOGENE LEISTUNGEN 974
C.1.3 BEZOGENE STROEME 974
C.1.4 BEZOGENE IMPEDANZEN 975
C.2 RECHNEN MIT PU-GROESSEN 977
D. GRUNDBEGRIFFE MAGNETISCHER WECHSELFELDER 983 D.L INDUKTIONSGESETZ,
INDUZIERTE UND SELBSTINDUZIERTE SPAN- NUNG 983
D.L.L INDUZIERTE SPANNUNG 983
D.1.2 SELBSTINDUZIERTE SPANNUNG 986
D.2 WINDUNGSFLUSS, SPULENFLUSS UND FLUSSVERKETTUNG EINER WICKLUNG 986
D.3 MAGNETISCHE STREUUNG (X = X H + X A ) 989
E. UNSYMMMETRISCHE KURZSCHLUSSSTROEME 991
E.L DIE METHODE DER SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN 991 E.2 HERLEITUNG VON
BERECHNUNGSFORMELN FUER UNSYMMETRISCHE KURZSCHLUSSSTROEME 995
E.2.1 BERECHNUNGSFORMEL FUER EINPOLIGE KURZSCHLUSSSTROE- ME 996
E.2.2 BERECHNUNGSFORMEL FUER ZWEIPOLIGE KURZSCHLUESSE OHNE ERDBERUEHRUNG
997
E.3 BERECHNUNGSFORMEL FUER ZWEIPOLIGE KURZSCHLUESSE MIT ERD- BERUEHRUNG
1000
F. GERAETE FUNKTIONS-CODES NACH ANSI C 37.2 (AUSZUG) 1005
G. LOESUNG LINEARER UND NICHTLINEARER GLEICHUNGSSYSTEME 1007 G.L DIREKTE
VERFAHREN 1007
G.L.L GAUSS SCHES ELIMINATIONSVERFAHREN 1008
G.1.2 GAUSS-JORDAN-ALGORITHMUS 1012
IMAGE 16
XXX INHALTSVERZEICHNIS
G.1.3 DREIECKSFAKTORISIERUNG 1012
G.1.4 OPTIMAL GEORDNETE DREIECKSFAKTORISIERUNG 1016 G.2
ITERATIONSVERFAHREN 1016
G.2.1 STROMITERATIONSVERFAHREN 1017
G.2.1.1 JACOBI-VERFAHREN (GESAMTSCHRITTVERFAHREN) 1017
G.2.1.2 GAUSS-SEIDEL-VERFAHREN (EINZELSCHRITTVERFAHREN) 1018
G.2.1.3 NEWTON-RAPHSON- VERFAHREN 1019
H. METHODE DER ZUSTANDSVARIABLEN 1023
I. IEEE ENGINEERING ETHICS CODE 1029
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| spelling | Schwab, Adolf J. 1937- Verfasser (DE-588)121634566 aut Elektroenergiesysteme Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie Adolf J. Schwab 3., neu bearb. und erw. Aufl. Berlin [u.a.] Springer 2012 XXX, 1051 S. zahlr. Ill., graph. Darst., Kt. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Elektrisches Energiesystem Elektrisches Energiesystem (DE-588)4134933-7 gnd rswk-swf Elektrisches Energiesystem (DE-588)4134933-7 s DE-604 Erscheint auch als Online-Ausgabe 978-3-642-21958-0 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=024657700&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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