Verfügbarkeit: Elektrische Energiesysteme

Elektrische Energiesysteme: Wissensvernetzung von Stromrichter, Netzbetrieb und Netzschutz

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Mahr, Florian (VerfasserIn), Henninger, Stefan (VerfasserIn), Biller, Martin (VerfasserIn), Jäger, Johann 1964- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2021]
Schlagworte:	Stromrichter Netzbetrieb Elektrische Energietechnik Schutz > Elektrotechnik Elektrisches Energiesystem Netzbetreiber Netzschutz Netzschutztechnik Netzsimulation Netzstabilität Stromrichter Betriebsverhalten Störverhalten dekarbonisierte Energieversorgung elektrische Energieversorgung
Online-Zugang:	Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XVI, 551 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm
ISBN:	3658349077 9783658349073

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS TEIL I WISSENSBRIEFING 1 AUSRICHTUNG, RANDBEDINGUNGEN UND BEGRIFFE ............................................ 3 1.1 INHALTLICHE AUSRICHTUNG ........................................................................ 3 1.2 AUFGABEN VON STROMRICHTERN ................................................................. 4 1.3 KATEGORISIERUNG VON STROMRICHTERN ...................................................... 5 1.4 NETZBETRIEB .......................................................................................... 5 1.5 NETZSCHUTZ ............................................................................................. 6 TEIL II WISSENSVERNETZUNG 2 STROMRICHTER IN EINPHASENSYSTEMEN ........................................................... 9 2.1 EINPHASIGE STROMRICHTER AM GLEICHSPANNUNGSZWISCHENKREIS ............. 9 2.1.1 SCHALTZELLEN ALS GRUNDBAUSTEINE SELBSTGEFUEHRTER STROMRICHTER 9 2.1.2 HALBBRUECKENTOPOLOGIE ........................................................... 14 2.1.3 VOLLBRUECKENTOPOLOGIE .............................................................. 21 2.2 FILTER ALS VERBINDUNGSELEMENT ZWISCHEN STROMRICHTER UND NETZ .... 25 2.2.1 AUSWIRKUNGEN HARMONISCHER FREQUENZKOMPONENTEN UND GEGENMASSNAHMEN ................................................................... 25 2.2.2 FILTERTOPOLOGIEN UND MODELLIERUNG ......................................... 30 2.2.3 AUSLEGUNG UND WIRKUNGSWEISE EINES LCL-FILTERS ............... 40 2.3 EINSTELLUNG VON STROM UND SPANNUNG ................................................. 47 2.3.1 WIRKUNGSWEISE EINES STROMRICHTERS MIT LCL-FILTER ............. 47 2.3.2 MATHEMATISCHE MODELLIERUNG ................................................. 52 2.3.3 REGELUNGSKONZEPT ................................................................... 62 2.4 LEISTUNGSUEBERTRAGUNG UND CHARAKTERISTIK EINES STROMRICHTERS MIT LCL-FILTER ............................................................................................. 70 2.4.1 EINSTELLUNG DER WIRK UND VERSCHIEBUNGSBLINDLEISTUNG .... 72 2.4.2 EINSTELLUNG DER STROM-/SPANNUNGSCHARAKTERISTIK .................. 83 2.4.3 VERALLGEMEINERUNG DER STROMRICHTERCHARAKTERISTIK ................ 87 LITERATUR ............................................................................................................ 91 XI XII INHALTSVERZEICHNIS 3 STROMRICHTER IN DREIPHASENSYSTEMEN ........................................................... 93 3.1 MODELLIERUNG EINES DREIPHASIGEN STROMRICHTERS AM ELEKTRISCHEN NETZ . 94 3.2 UEBERSICHT UND KLASSIFIZIERUNG DREIPHASIGER STROMRICHTERREGELUNGEN . . 102 3.2.1 GENERELLE REGELKREISSTRUKTUR .................................................... 103 3.2.2 KLASSIFIZIERUNGSSCHEMA FUER STROMRICHTERREGELUNGEN ............. 106 3.3 ANALYSE UND ENTWURF VERSCHIEDENER STROMRICHTERREGELUNGEN IN DSRF-KOORDINATEN ................................................................................ 109 3.3.1 STROMREGELUNG UND PQ -MODUS .............................................. 110 3.3.2 NETZFOLGENDE STATIKREGELUNG P(F)Q(U) UND SYNCHRONMASCHINENNACHBILDUNG P(F)Q(U) .......................... 122 3.3.3 SPANNUNGSREGELUNG UF .............................................................. 125 3.3.4 NETZBILDENDE STATIKREGELUNG F(P)U(Q) .................................. 131 3.3.5 VIRTUELLE TRAEGHEIT F(P)U(Q) ................................................. 140 3.4 VERGLEICH VON STROMRICHTER UND SYNCHRONGENERATOR ............................... 144 3.4.1 FREQUENZREGELUNG UND MOMENTANRESERVE .................................. 144 3.4.2 STABILITAETSVERHALTEN ................................................................... 151 3.4.3 BETRIEBSVERHALTEN UND ERSATZSCHALTBILDER IN SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN .......................................................................... 159 LITERATUR .............................................................................................................. 161 4 STROMRICHTER IN DREIPHASEN-VIERLEITERSYSTEMEN ............................................ 165 4.1 ERHOEHUNG DER STROMRICHTERSPANNUNGEN DURCH ADDITION EINER DRITTEN HARMONISCHEN .......................................................................................... 165 4.2 SYSTEMMODELLIERUNG UND REGELUNG VON NULLSYSTEMGROESSEN ................... 169 4.3 SYMMETRIERUNG DER ZWISCHENKREISSPANNUNG .......................................... 172 LITERATUR .............................................................................................................. 173 5 NETZSCHUTZ UNTER EINFLUSS VON STROMRICHTERN .............................................. 175 5.1 GRUNDANNAHMEN ZUM NETZVERHALTEN ...................................................... 176 5.1.1 STROM-UND SPANNUNGSVERLAEUFE IM KURZSCHLUSSFALL .................. 176 5.1.2 VERHALTEN IM FEHLERFREIEN NETZBETRIEB ....................................... 178 5.1.3 TOPOLOGIE UND LEITUNGSBESCHAFFENHEIT .................................... 179 5.1.4 ELEKTROMECHANISCHE AUSGLEICHS VORGAENGE .................................. 180 5.2 MESSVORSCHRIFTEN DES DISTANZSCHUTZES .................................................... 181 5.2.1 KOMPLEXWERTIGE MESSVORSCHRIFT .............................................. 182 5.2.2 REELLWERTIGE MESSVORSCHRIFT ...................................................... 183 5.2.3 MESSVORSCHRIFT DER REAKTANZMETHODE ....................................... 184 5.3 ANALYTISCHE UNTERSUCHUNGEN ................................................................... 190 5.3.1 METHODIK .................................................................................. 191 5.3.2 KONFIGURATION LA: EINSEITIGE EINSPEISUNG DURCH EINE DREHFELDMASCHINE ..................................................................... 194 INHALTSVERZEICHNIS XIII 5.3.3 KONFIGURATION IB: EINSEITIGE EINSPEISUNG DURCH EINEN STROMRICHTER ............................................................................ 203 5.3.4 KONFIGURATION ILA: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI DREHFELDMASCHINEN .................................................................. 211 5.3.5 KONFIGURATION ILB: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH EINE DREHFELDMASCHINE UND EINEN STROMRICHTER .............................. 224 5.3.6 KONFIGURATION IIC: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI STROMRICHTER ............................................................................ 238 5.3.7 KONFIGURATION ILLA: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI DREHFELDMASCHINEN MIT ZWISCHENEINSPEISUNG DURCH EINE DREHFELDMASCHINE ..................................................................... 248 5.3.8 KONFIGURATION ILLB: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI DREHFELDMASCHINEN MIT ZWISCHENEINSPEISUNG DURCH EINEN STROMRICHTER ............................................................................ 269 5.3.9 KONFIGURATION IIIC: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI STROMRICHTER MIT ZWISCHENEINSPEISUNG DURCH EINEN STROMRICHTER ............................................................................ 284 5.4 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG DES EINFLUSSES VON STROMRICHTERN AUF DEN NETZSCHUTZ ........................................................................... 296 5.4.1 GRUNDLEGENDE UNTERSCHIEDE ZWISCHEN DREHFELDMASCHINEN UND STROMRICHTEREINSPEISUNG ................................................... 296 5.4.2 AUSWIRKUNGEN VON ZWISCHENEINSPEISUNG UND STROMRICHTER AUF DAS SCHUTZSYSTEM ................................................................ 297 LITERATUR .............................................................................................................. 301 TEIL III WISSENSCONTAINER 6 MODAL UND KOORDINATENTRANSFORMATIONEN ................................................... 305 6.1 RAUMZEIGER UND NULLGROESSE ..................................................................... 305 6.2 RAUMZEIGER UND SYMMETRISCHE KOMPONENTEN ....................................... 312 6.3 DSRF-KOMPONENTEN ............................................................................ 317 LITERATUR .............................................................................................................. 321 7 ELEKTRISCHE LEISTUNGSBEGRIFFE ....................................................................... 323 7.1 ENERGIESTROM, ENERGIESTROMDICHTEVEKTOR UND LEISTUNG ......................... 323 7.1.1 LADUNGSMODELL .......................................................................... 324 7.1.2 FELDENERGIEMODELL FUER WIDERSTANDS UND QUERSCHNITTSLOSE LEITER ......................................................................................... 325 7.1.3 FELDENERGIEMODELL FUER REALE LEITER ........................................... 326 7.2 SPANNUNGS UND STROMSIGNALE ................................................................ 329 XIV INHALTSVERZEICHNIS 7.3 HERLEITUNG DER WIRKLEISTUNG AUS DER MOMENTANLEISTUNG FUER WECHSEL UND GLEICHGROSSEN .................................................................................. 330 7.4 BEURTEILUNG DER WIRKLEISTUNGSBEREITSTELLUNG ......................................... 333 7.5 EINFUEHRUNG DER SCHEINLEISTUNG ............................................................. 334 7.6 BEZIEHUNG VON WIRK UND SCHEINLEISTUNG UND DER LEISTUNGSFAKTOR . . 335 7.7 EINFUEHRUNG DER BLINDLEISTUNG, VERSCHIEBUNGS UND VERZERRUNGSBLINDLEISTUNG ........................................................................ 338 7.8 LEISTUNGEN MIT KOMPLEXWERTIGEN ZEIGERN, KOMPLEXE SCHEINLEISTUNG, KOMPLEXE WECHSELLEISTUNG ..................................................................... 342 7.9 LEISTUNGEN IM MEHRLEITERSYSTEM ........................................................... 347 7.10 KOMPLEXWERTIGE LEISTUNGEN IM DREHSTROMSYSTEM ............................... 351 7.11 LEISTUNGEN IM MEHRLEITERSYSTEM MIT SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN . 352 7.12 LEISTUNGSFAKTOR UND BLINDLEISTUNG FUER DEN VERZERRTEN UND UNSYMMETRISCHEN BETRIEB ........................................................................ 355 7.13 KOMPLEXE MOMENTANE DREHSTROMLEISTUNGEN MIT RAUMZEIGER, ASS-, DQ UND DSRF-KOMPONENTEN ........................................................................ 360 LITERATUR .............................................................................................................. 367 8 STROMRICHTERTOPOLOGIEN .................................................................................. 369 8.1 GRUNDLAGEN ............................................................................................ 369 8.1.1 ZWEISTUFIGER ELEMENTARSTROMRICHTER ......................................... 370 8.1.2 ASPEKTE MEHRSTUFIGER TOPOLOGIEN ........................................... 372 8.2 SCHALTERBASIERTE MULTILEVEL-TOPOLOGIEN ................................................. 373 8.2.1 DIODE-CLAMPED STROMRICHTER ................................................... 373 8.2.2 FLYING-CAPACITOR STROMRICHTER ................................................... 374 8.3 MODULARE MULTILEVEL-TOPOLOGIEN ........................................................... 376 8.3.1 STROMRICHTERZELLEN UND STROMRICHTERZWEIGE ............................ 376 8.3.2 DREIECKSCHALTUNG ..................................................................... 380 8.3.3 DOPPELSTERNSCHALTUNG ................................................................ 382 LITERATUR .............................................................................................................. 387 9 REGELUNGSTECHNIK ............................................................................................ 389 9.1 STRUKTUR UND WIRKUNGSWEISE EINER REGELUNG ......................................... 389 9.2 DIGITALE REGLERIMPLEMENTIERUNG .................................................. 392 9.3 MODELLIERUNG DER REGELSTRECKE ............................................................. 395 9.4 ANALYSE DES REGELKREISES ........................................................................ 397 9.5 REGLERSYNTHESE ....................................................................................... 404 9.6 ZUSAETZLICHE KOMPONENTEN DER REGELEINRICHTUNG .................................... 413 9.7 KASKADIERTE REGELKREISE ........................................................................ 418 9.8 AUSBLICK: ZUSTANDSREGLER ........................................................................ 420 LITERATUR .............................................................................................................. 421 INHALTSVERZEICHNIS XV 10 AUFBAU UND BETRIEB ELEKTRISCHER NETZE ........................................................ 423 10.1 STRUKTUR UND AUFBAU ELEKTRISCHER NETZE ................................................ 423 10.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN FUER DEN BETRIEB VON WECHSELSTROMNETZEN . 425 10.2.1 (POLRAD-) WINKEL-UND FREQUENZSTABILITAET ................................. 426 10.2.2 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN SPANNUNG, FREQUENZ, WIRK UND BLINDLEISTUNG ............................................................................ 428 10.3 EIGENSCHAFTEN UND REGELUNG VON SYNCHRONGENERATOREN ....................... 430 10.3.1 UEBERSICHT ................................................................................. 431 10.3.2 ELEKTROMAGNETISCHE VORGAENGE IM FEHLERFALL UND ERSATZSCHALTBILDER ..................................................................... 432 10.3.3 ELEKTROMECHANISCHES VERHALTEN UND POLRADWINKELSTABILITAET . . 435 10.3.4 DREHZAHL-, SPANNUNGS UND STATIKREGELUNG .............................. 443 10.4 BILANZMODELL UND FREQUENZVERHALTEN DES ELEKTRISCHEN NETZES ............. 448 LITERATUR ............................................................................................................. 453 11 SCHUTZTECHNIK ................................................................................................... 455 11.1 GENERATORVERHALTEN IM KURZSCHLUSS ........................................................ 455 11.2 GLEICHANTEIL DES KURZSCHLUSSSTROMS IN OHMSCH-INDUKTIVEN NETZEN . . 458 11.3 SOURCE IMPEDANCE RATIO (SIR) ............................................................. 460 11.4 DARSTELLUNG VON NETZFEHLERN .................................................................. 461 11.4.1 QUERFEHLER ................................................................................. 462 11.4.2 LAENGSFEHLER ............................................................................... 463 11.5 SAETTIGUNG ................................................................................................. 465 11.6 NETZPENDELUNGEN .................................................................................... 467 11.7 ANREGUNG IM DISTANZSCHUTZ .................................................................. 468 11.7.1 UEBERSTROMANREGUNG .................................................................. 468 11.7.2 U/I-ANREGUNG .......................................................................... 469 11.7.3 U/IVIP-ANREGUNG ....................................................................... 470 11.7.4 IMPEDANZANREGUNG .................................................................. 471 11.7.5 ALLGEMEINES ............................................................................ 471 11.8 DISTANZSCHUTZSTAFFELUNG .......................................................................... 472 11.8.1 EINSEITIG GESPEISTER LEITUNGSZUG .............................................. 472 11.8.2 BEIDSEITIG GESPEISTER LEITUNGSZUG ........................................... 473 11.8.3 VERZWEIGTE LEITUNGEN ............................................................... 474 11.9 ZWISCHENEINSPEISEEFFEKT IM DISTANZSCHUTZ ........................................... 475 11.10 RICHTUNGSBESTIMMUNG ............................................................................ 477 11.11 MASSNAHMEN ZUR FREQUENZHALTUNG .......................................................... 479 11.12 MODELLIERUNG VON STROMRICHTERN IN SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN . . 480 11.13 ANFORDERUNGEN AN DEZENTRALE ENERGIEUMWANDLUNGSANLAGEN BEI NETZFEHLERN ............................................................................................ 481 LITERATUR ............................................................................................................. 484 XVI INHALTSVERZEICHNIS 12 DISTANZSCHUTZALGORITHMEN ............................................................................... 487 12.1 FUNKTIONSPRINZIP .................................................................................... 487 12.2 LEITUNGSMODELL IN DER DISTANZSCHUTZTECHNIK ......................................... 489 12.3 ERDIMPEDANZANPASSUNGSFAKTOREN ........................................................... 493 12.4 FEHLERSCHLEIFEN ....................................................................................... 494 12.5 MESSVORSCHRIFT IN DER DISTANZSCHUTZTECHNIK ......................................... 497 12.6 IMPEDANZMESSMETHODE: LEITUNGSDIFFERENTIALGLEICHUNG .......................... 501 12.7 IMPEDANZMESSMETHODE: GRUNDSCHWINGUNGSZEIGER ............................... 501 12.8 MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-LEITER-SCHLEIFEN ............................................ 504 12.8.1 KOMPLEXWERTIGE MESSVORSCHRIFT .............................................. 505 12.8.2 REELLWERTIGE MESSVORSCHRIFT ...................................................... 505 12.8.3 MESSFEHLER DER MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-LEITER-SCHLEIFEN .. 506 12.9 MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-ERDE-SCHLEIFEN .............................................. 509 12.9.1 KOMPLEXWERTIGE MESSVORSCHRIFT .............................................. 510 12.9.2 REELLWERTIGE MESSVORSCHRIFT ...................................................... 511 12.9.3 MESSFEHLER DER MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-ERDE-SCHLEIFEN . . . 513 12.10 ALGORITHMUS ZUR LASTFLUSSKOMPENSATION ................................................. 519 12.11 REAKTANZMETHODE .................................................................................. 522 12.11.1 PROBLEMSTELLUNG ........................................................................ 522 12.11.2 ZIELSTELLUNG ............................................................................... 524 12.11.3 LOESUNGSIDEE ............................................................................. 524 12.11.4 VARIANTEN DER REAKTANZMETHODE .............................................. 524 12.11.5 MESSVORSCHRIFTEN AUF BASIS DER REAKTANZMETHODE ................... 537 LITERATUR .............................................................................................................. 551
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS TEIL I WISSENSBRIEFING 1 AUSRICHTUNG, RANDBEDINGUNGEN UND BEGRIFFE . 3 1.1 INHALTLICHE AUSRICHTUNG . 3 1.2 AUFGABEN VON STROMRICHTERN . 4 1.3 KATEGORISIERUNG VON STROMRICHTERN . 5 1.4 NETZBETRIEB . 5 1.5 NETZSCHUTZ . 6 TEIL II WISSENSVERNETZUNG 2 STROMRICHTER IN EINPHASENSYSTEMEN . 9 2.1 EINPHASIGE STROMRICHTER AM GLEICHSPANNUNGSZWISCHENKREIS . 9 2.1.1 SCHALTZELLEN ALS GRUNDBAUSTEINE SELBSTGEFUEHRTER STROMRICHTER 9 2.1.2 HALBBRUECKENTOPOLOGIE . 14 2.1.3 VOLLBRUECKENTOPOLOGIE . 21 2.2 FILTER ALS VERBINDUNGSELEMENT ZWISCHEN STROMRICHTER UND NETZ . 25 2.2.1 AUSWIRKUNGEN HARMONISCHER FREQUENZKOMPONENTEN UND GEGENMASSNAHMEN . 25 2.2.2 FILTERTOPOLOGIEN UND MODELLIERUNG . 30 2.2.3 AUSLEGUNG UND WIRKUNGSWEISE EINES LCL-FILTERS . 40 2.3 EINSTELLUNG VON STROM UND SPANNUNG . 47 2.3.1 WIRKUNGSWEISE EINES STROMRICHTERS MIT LCL-FILTER . 47 2.3.2 MATHEMATISCHE MODELLIERUNG . 52 2.3.3 REGELUNGSKONZEPT . 62 2.4 LEISTUNGSUEBERTRAGUNG UND CHARAKTERISTIK EINES STROMRICHTERS MIT LCL-FILTER . 70 2.4.1 EINSTELLUNG DER WIRK UND VERSCHIEBUNGSBLINDLEISTUNG . 72 2.4.2 EINSTELLUNG DER STROM-/SPANNUNGSCHARAKTERISTIK . 83 2.4.3 VERALLGEMEINERUNG DER STROMRICHTERCHARAKTERISTIK . 87 LITERATUR . 91 XI XII INHALTSVERZEICHNIS 3 STROMRICHTER IN DREIPHASENSYSTEMEN . 93 3.1 MODELLIERUNG EINES DREIPHASIGEN STROMRICHTERS AM ELEKTRISCHEN NETZ . 94 3.2 UEBERSICHT UND KLASSIFIZIERUNG DREIPHASIGER STROMRICHTERREGELUNGEN . . 102 3.2.1 GENERELLE REGELKREISSTRUKTUR . 103 3.2.2 KLASSIFIZIERUNGSSCHEMA FUER STROMRICHTERREGELUNGEN . 106 3.3 ANALYSE UND ENTWURF VERSCHIEDENER STROMRICHTERREGELUNGEN IN DSRF-KOORDINATEN . 109 3.3.1 STROMREGELUNG UND PQ -MODUS . 110 3.3.2 NETZFOLGENDE STATIKREGELUNG P(F)Q(U) UND SYNCHRONMASCHINENNACHBILDUNG P(F)Q(U) . 122 3.3.3 SPANNUNGSREGELUNG UF . 125 3.3.4 NETZBILDENDE STATIKREGELUNG F(P)U(Q) . 131 3.3.5 VIRTUELLE TRAEGHEIT F(P)U(Q) . 140 3.4 VERGLEICH VON STROMRICHTER UND SYNCHRONGENERATOR . 144 3.4.1 FREQUENZREGELUNG UND MOMENTANRESERVE . 144 3.4.2 STABILITAETSVERHALTEN . 151 3.4.3 BETRIEBSVERHALTEN UND ERSATZSCHALTBILDER IN SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN . 159 LITERATUR . 161 4 STROMRICHTER IN DREIPHASEN-VIERLEITERSYSTEMEN . 165 4.1 ERHOEHUNG DER STROMRICHTERSPANNUNGEN DURCH ADDITION EINER DRITTEN HARMONISCHEN . 165 4.2 SYSTEMMODELLIERUNG UND REGELUNG VON NULLSYSTEMGROESSEN . 169 4.3 SYMMETRIERUNG DER ZWISCHENKREISSPANNUNG . 172 LITERATUR . 173 5 NETZSCHUTZ UNTER EINFLUSS VON STROMRICHTERN . 175 5.1 GRUNDANNAHMEN ZUM NETZVERHALTEN . 176 5.1.1 STROM-UND SPANNUNGSVERLAEUFE IM KURZSCHLUSSFALL . 176 5.1.2 VERHALTEN IM FEHLERFREIEN NETZBETRIEB . 178 5.1.3 TOPOLOGIE UND LEITUNGSBESCHAFFENHEIT . 179 5.1.4 ELEKTROMECHANISCHE AUSGLEICHS VORGAENGE . 180 5.2 MESSVORSCHRIFTEN DES DISTANZSCHUTZES . 181 5.2.1 KOMPLEXWERTIGE MESSVORSCHRIFT . 182 5.2.2 REELLWERTIGE MESSVORSCHRIFT . 183 5.2.3 MESSVORSCHRIFT DER REAKTANZMETHODE . 184 5.3 ANALYTISCHE UNTERSUCHUNGEN . 190 5.3.1 METHODIK . 191 5.3.2 KONFIGURATION LA: EINSEITIGE EINSPEISUNG DURCH EINE DREHFELDMASCHINE . 194 INHALTSVERZEICHNIS XIII 5.3.3 KONFIGURATION IB: EINSEITIGE EINSPEISUNG DURCH EINEN STROMRICHTER . 203 5.3.4 KONFIGURATION ILA: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI DREHFELDMASCHINEN . 211 5.3.5 KONFIGURATION ILB: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH EINE DREHFELDMASCHINE UND EINEN STROMRICHTER . 224 5.3.6 KONFIGURATION IIC: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI STROMRICHTER . 238 5.3.7 KONFIGURATION ILLA: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI DREHFELDMASCHINEN MIT ZWISCHENEINSPEISUNG DURCH EINE DREHFELDMASCHINE . 248 5.3.8 KONFIGURATION ILLB: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI DREHFELDMASCHINEN MIT ZWISCHENEINSPEISUNG DURCH EINEN STROMRICHTER . 269 5.3.9 KONFIGURATION IIIC: BEIDSEITIGE EINSPEISUNG DURCH ZWEI STROMRICHTER MIT ZWISCHENEINSPEISUNG DURCH EINEN STROMRICHTER . 284 5.4 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG DES EINFLUSSES VON STROMRICHTERN AUF DEN NETZSCHUTZ . 296 5.4.1 GRUNDLEGENDE UNTERSCHIEDE ZWISCHEN DREHFELDMASCHINEN UND STROMRICHTEREINSPEISUNG . 296 5.4.2 AUSWIRKUNGEN VON ZWISCHENEINSPEISUNG UND STROMRICHTER AUF DAS SCHUTZSYSTEM . 297 LITERATUR . 301 TEIL III WISSENSCONTAINER 6 MODAL UND KOORDINATENTRANSFORMATIONEN . 305 6.1 RAUMZEIGER UND NULLGROESSE . 305 6.2 RAUMZEIGER UND SYMMETRISCHE KOMPONENTEN . 312 6.3 DSRF-KOMPONENTEN . 317 LITERATUR . 321 7 ELEKTRISCHE LEISTUNGSBEGRIFFE . 323 7.1 ENERGIESTROM, ENERGIESTROMDICHTEVEKTOR UND LEISTUNG . 323 7.1.1 LADUNGSMODELL . 324 7.1.2 FELDENERGIEMODELL FUER WIDERSTANDS UND QUERSCHNITTSLOSE LEITER . 325 7.1.3 FELDENERGIEMODELL FUER REALE LEITER . 326 7.2 SPANNUNGS UND STROMSIGNALE . 329 XIV INHALTSVERZEICHNIS 7.3 HERLEITUNG DER WIRKLEISTUNG AUS DER MOMENTANLEISTUNG FUER WECHSEL UND GLEICHGROSSEN . 330 7.4 BEURTEILUNG DER WIRKLEISTUNGSBEREITSTELLUNG . 333 7.5 EINFUEHRUNG DER SCHEINLEISTUNG . 334 7.6 BEZIEHUNG VON WIRK UND SCHEINLEISTUNG UND DER LEISTUNGSFAKTOR . . 335 7.7 EINFUEHRUNG DER BLINDLEISTUNG, VERSCHIEBUNGS UND VERZERRUNGSBLINDLEISTUNG . 338 7.8 LEISTUNGEN MIT KOMPLEXWERTIGEN ZEIGERN, KOMPLEXE SCHEINLEISTUNG, KOMPLEXE WECHSELLEISTUNG . 342 7.9 LEISTUNGEN IM MEHRLEITERSYSTEM . 347 7.10 KOMPLEXWERTIGE LEISTUNGEN IM DREHSTROMSYSTEM . 351 7.11 LEISTUNGEN IM MEHRLEITERSYSTEM MIT SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN . 352 7.12 LEISTUNGSFAKTOR UND BLINDLEISTUNG FUER DEN VERZERRTEN UND UNSYMMETRISCHEN BETRIEB . 355 7.13 KOMPLEXE MOMENTANE DREHSTROMLEISTUNGEN MIT RAUMZEIGER, ASS-, DQ UND DSRF-KOMPONENTEN . 360 LITERATUR . 367 8 STROMRICHTERTOPOLOGIEN . 369 8.1 GRUNDLAGEN . 369 8.1.1 ZWEISTUFIGER ELEMENTARSTROMRICHTER . 370 8.1.2 ASPEKTE MEHRSTUFIGER TOPOLOGIEN . 372 8.2 SCHALTERBASIERTE MULTILEVEL-TOPOLOGIEN . 373 8.2.1 DIODE-CLAMPED STROMRICHTER . 373 8.2.2 FLYING-CAPACITOR STROMRICHTER . 374 8.3 MODULARE MULTILEVEL-TOPOLOGIEN . 376 8.3.1 STROMRICHTERZELLEN UND STROMRICHTERZWEIGE . 376 8.3.2 DREIECKSCHALTUNG . 380 8.3.3 DOPPELSTERNSCHALTUNG . 382 LITERATUR . 387 9 REGELUNGSTECHNIK . 389 9.1 STRUKTUR UND WIRKUNGSWEISE EINER REGELUNG . 389 9.2 DIGITALE REGLERIMPLEMENTIERUNG . 392 9.3 MODELLIERUNG DER REGELSTRECKE . 395 9.4 ANALYSE DES REGELKREISES . 397 9.5 REGLERSYNTHESE . 404 9.6 ZUSAETZLICHE KOMPONENTEN DER REGELEINRICHTUNG . 413 9.7 KASKADIERTE REGELKREISE . 418 9.8 AUSBLICK: ZUSTANDSREGLER . 420 LITERATUR . 421 INHALTSVERZEICHNIS XV 10 AUFBAU UND BETRIEB ELEKTRISCHER NETZE . 423 10.1 STRUKTUR UND AUFBAU ELEKTRISCHER NETZE . 423 10.2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN FUER DEN BETRIEB VON WECHSELSTROMNETZEN . 425 10.2.1 (POLRAD-) WINKEL-UND FREQUENZSTABILITAET . 426 10.2.2 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN SPANNUNG, FREQUENZ, WIRK UND BLINDLEISTUNG . 428 10.3 EIGENSCHAFTEN UND REGELUNG VON SYNCHRONGENERATOREN . 430 10.3.1 UEBERSICHT . 431 10.3.2 ELEKTROMAGNETISCHE VORGAENGE IM FEHLERFALL UND ERSATZSCHALTBILDER . 432 10.3.3 ELEKTROMECHANISCHES VERHALTEN UND POLRADWINKELSTABILITAET . . 435 10.3.4 DREHZAHL-, SPANNUNGS UND STATIKREGELUNG . 443 10.4 BILANZMODELL UND FREQUENZVERHALTEN DES ELEKTRISCHEN NETZES . 448 LITERATUR . 453 11 SCHUTZTECHNIK . 455 11.1 GENERATORVERHALTEN IM KURZSCHLUSS . 455 11.2 GLEICHANTEIL DES KURZSCHLUSSSTROMS IN OHMSCH-INDUKTIVEN NETZEN . . 458 11.3 SOURCE IMPEDANCE RATIO (SIR) . 460 11.4 DARSTELLUNG VON NETZFEHLERN . 461 11.4.1 QUERFEHLER . 462 11.4.2 LAENGSFEHLER . 463 11.5 SAETTIGUNG . 465 11.6 NETZPENDELUNGEN . 467 11.7 ANREGUNG IM DISTANZSCHUTZ . 468 11.7.1 UEBERSTROMANREGUNG . 468 11.7.2 U/I-ANREGUNG . 469 11.7.3 U/IVIP-ANREGUNG . 470 11.7.4 IMPEDANZANREGUNG . 471 11.7.5 ALLGEMEINES . 471 11.8 DISTANZSCHUTZSTAFFELUNG . 472 11.8.1 EINSEITIG GESPEISTER LEITUNGSZUG . 472 11.8.2 BEIDSEITIG GESPEISTER LEITUNGSZUG . 473 11.8.3 VERZWEIGTE LEITUNGEN . 474 11.9 ZWISCHENEINSPEISEEFFEKT IM DISTANZSCHUTZ . 475 11.10 RICHTUNGSBESTIMMUNG . 477 11.11 MASSNAHMEN ZUR FREQUENZHALTUNG . 479 11.12 MODELLIERUNG VON STROMRICHTERN IN SYMMETRISCHEN KOMPONENTEN . . 480 11.13 ANFORDERUNGEN AN DEZENTRALE ENERGIEUMWANDLUNGSANLAGEN BEI NETZFEHLERN . 481 LITERATUR . 484 XVI INHALTSVERZEICHNIS 12 DISTANZSCHUTZALGORITHMEN . 487 12.1 FUNKTIONSPRINZIP . 487 12.2 LEITUNGSMODELL IN DER DISTANZSCHUTZTECHNIK . 489 12.3 ERDIMPEDANZANPASSUNGSFAKTOREN . 493 12.4 FEHLERSCHLEIFEN . 494 12.5 MESSVORSCHRIFT IN DER DISTANZSCHUTZTECHNIK . 497 12.6 IMPEDANZMESSMETHODE: LEITUNGSDIFFERENTIALGLEICHUNG . 501 12.7 IMPEDANZMESSMETHODE: GRUNDSCHWINGUNGSZEIGER . 501 12.8 MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-LEITER-SCHLEIFEN . 504 12.8.1 KOMPLEXWERTIGE MESSVORSCHRIFT . 505 12.8.2 REELLWERTIGE MESSVORSCHRIFT . 505 12.8.3 MESSFEHLER DER MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-LEITER-SCHLEIFEN . 506 12.9 MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-ERDE-SCHLEIFEN . 509 12.9.1 KOMPLEXWERTIGE MESSVORSCHRIFT . 510 12.9.2 REELLWERTIGE MESSVORSCHRIFT . 511 12.9.3 MESSFEHLER DER MESSVORSCHRIFT FUER LEITER-ERDE-SCHLEIFEN . . . 513 12.10 ALGORITHMUS ZUR LASTFLUSSKOMPENSATION . 519 12.11 REAKTANZMETHODE . 522 12.11.1 PROBLEMSTELLUNG . 522 12.11.2 ZIELSTELLUNG . 524 12.11.3 LOESUNGSIDEE . 524 12.11.4 VARIANTEN DER REAKTANZMETHODE . 524 12.11.5 MESSVORSCHRIFTEN AUF BASIS DER REAKTANZMETHODE . 537 LITERATUR . 551
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