Betriebsvorgänge in elektrischen Energieversorgungsnetzen I (BVEEN I)5 ECTS
(Prüfungsordnungsmodul: Betriebsvorgänge in elektrischen Energieversorgungsnetzen I)

Lehrveranstaltungen:

• • Betriebsvorgänge in elektrischen Energieversorgungsnetzen I
    (Vorlesung, 2 SWS, Wolfgang Meyer, Do, 16:00 - 17:30, EE 0.135)
  • Übungen zu Betriebsvorgänge in elektrischen Energieversorgungsnetzen I
    (Übung, 2 SWS, Christian Freitag, Mo, 16:15 - 17:45, EE 0.135)

Inhalt:

Elektrische Energie wird fast ausschließlich mit rotierenden elektrischen Maschinen erzeugt und mehr als die Hälfte von ihr wird in Motoren wieder in mechanische Energie umgewandelt. Generatoren und Motoren bestimmen daher das Betriebsverhalten elektrischer Energieversorgungssysteme dominierend. Der erste Abschnitt befaßt sich deshalb mit den Drehstrommaschinen. Ausgehend von den gängigen Voraussetzungen und Annahmen zur Beschreibung rotierender elektrischer Maschinen werden die Spannungsgleichungen mit Hilfe von Raumzeigern und Nullgrößen entwickelt und über das aus den elektrischen Größen resultierende Drehmoment die Verknüpfung zum mechanischen Teilsystem, das mit analogen elektrischen Ersatznetzwerken abgebildet wird, hergestellt. Darauf aufbauend wird das stationäre Betriebsverhalten im symmetrischen und unsymmetrischen Drehstromnetz besprochen. Zur Darstellung elektrischer Ausgleichsvorgänge bei konstanter Drehzahl werden die Raumzeiger-Spannungsgleichungen im Zustandsraum gelöst. Für Kurzschlußvorgänge werden ausgehend davon die Verbindungen zur geläufigen praktischen Vorgehensweise hergestellt. Auch die Beschreibung elektromechanischer Ausgleichsvorgänge findet im Zustandsraum statt. Die Nichtlinearität der Zustandsgleichungen verlangt jedoch numerische Lösungen. Vereinfachungen der Berechnung werden gezeigt und ihre Ergebnisse diskutiert.

Der zweite Abschnitt befasst sich mit der Sternpunktbehandlung von Drehstromsystemen. Stationäre Vorgänge bei Fehlern mit Erdberührung dienen zur Erklärung der Arten der Sternpunkterdung sowie ihrer Eigenschaften und Wirkungen. Wichtige transiente Erdschlußvorgänge werden auf der Grundlage der Lösung der Zustandsgleichungen für einfache Netzersatzschaltungen im modalen Bereich von Raumzeigern und Nullgrößen diskutiert. Die unterschiedliche Praxis der Sternpunkterdung in den verschiedenen Spannungsebenen des Netzes werden dargestellt.

Literatur:

Herold, G.: Elektrische Energieversorgung III. Drehstrommaschinen - Sternpunktbehandlung - Kurzschlußströme. Wilburgstetten: J. Schlembach Fachverlag, 2. Auflage, 2008

Organisatorisches:

Vorlesungen 'Betriebsmittel der elektrischen Energieversorgung I und II'

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Studienrichtung Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Vertiefungsmodule Elektrische Energie- und Antriebstechnik | Betriebsvorgänge in elektrischen Energieversorgungsnetzen I)
2. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Betriebsvorgänge in elektrischen Energieversorgungsnetzen I)

Studien-/Prüfungsleistungen:

mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet

Erstablegung: WS 2011/2012, 1. Wdh.: SS 2012 (nur für Wiederholer), 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Gerhard Herold