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Betreiben von Generatoren, Übertragungssystemen und Verteilungssystemen |
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ETZ06 | |||
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Bauteile der Energietechnik |
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 Robert Heinemanns PSPICE-Seiten |
=> Transformatoren => Generatoren |
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2.2 |
Simulationsprojekte - Transformatoren |
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 Einstellbare Attribute, bitte auf die Grafik klicken Quelle: R. Heinemann |
2.2.1
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Idealer einphasiger Transformator => Gliederung (Formatvorlagen) => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => Spannungs- bzw. Stromübersetzungsverhältnis ü, siehe Fachbuch Seite 160 => Fachsprache: Ober- und Unterspannungsseite Schaltskizze (.gif) Dokumentation - aktualisiert (.doc) Marco G. 06.03. und 18.04.2008 Sehr ausführliche Informationen zum Transformator bei Wikipedia |
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 Sehr ausführliche Informationen zum Transformator bei Wikipedia |
2.2.2.1
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Realer einphasiger Transformator -
Verlustfaktoren => Gliederung (Formatvorlagen), Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => Kausalkette Schaltskizze PSpice Sven G. |
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 Realer einphasiger Transformator Kurzschlussversuch |
2.2.2.2
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Realer einphasiger Transformator - Kurzschlussversuch => Gliederung (Formatvorlagen), Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => Kausalkette Schaltplan PSpice (.sch) Dokumentation (.doc) Markus H. 27.05. + 06.11.2008 |
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 Quelle: Christoph L.  Quelle: Christian K. |
2.2.2.3
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Realer einphasiger Transformator - Sekundärer
Kurzschluss => "Stromversorgung & Regelungstechnik Teil 1" von Heinemann, Seite 16 => Gliederung (Formatvorlagen), Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => Kausalkette Dokumentation (.doc) Schaltskizze PSpice (.sch) Michael K. 23.04.+ 27.10.+ 20.11.2008 Variation der Ladezeit mit PSPICE Parametric Sweep Dokumentation (.pdf) Christoph L. 20.04.2008 Bauteilrotation in PSpice Dokumentation (.doc) Christian K. 24.04.2008 Weitere Beispiele zu DC-Sweep => Beispiel zu DC-Sweep => Beispiel zu Parametric-Sweep |
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| 2.2.3.1.1
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Drehstrom-Transformator Dyn5 - symmetrische
Belastung => "Stromversorgung & Regelungstechnik Teil 1" von Heinemann, Seite 18 Aktion 1.11 => Gliederung (Formatvorlagen) => Beispiel einer "Facharbeit" => Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => Praktisches Beispiel wie zuvor bei einphasigem Transformator (Waschmaschine) Dokumentation (.docx) (.pdf) Schaltskizze PSpice (.sch) Markus K. 29.08.2008 |
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| 2.2.3.1.2
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Aus erster Klassenarbeit:
12.09.2008 Drehstrom-Transformator Dyn5 - symmetrische Belastung => "Stromversorgung & Regelungstechnik Teil 1" von Heinemann, Seite 18 Aktion 1.11 => Gliederung (Formatvorlagen) => Beispiel einer "Facharbeit" => Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => mit Literatur-/Quellenverzeichnis und zwei Quellen (sinngemäß und wörtlich) Dokumentation Schaltskizze PSpice (.sch) Sven G. |
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 Skizze Straßenzug Hinweise zur Ausarbeitung einer technischen Dokumentation weiteres Beispiel |
2.2.3.1.3
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Drehstrom-Transformator Dyn5 - symmetrische
Belastung
16.01.2009 Zur Versorgung eines Straßenzugs mit elektrischer Energie wird ein Drehstromtransformator der Schaltgruppe Dyn5 eingesetzt, siehe Abbildung links. Eingespeist wird über die Spannungsquelle v_3phase mit U1Nenn 20 kV. Die angeschlossenen Haushalte werden mit 400 V versorgt. Die Widerstände RL1, RL2 und RL3 stellen die Speiseleitung dar. Die Widerstände mit der Bezeichnung R1, R2 und R3 simulieren die symmetrische Last auf der sekundären Seite des Transformators. Der mit PEN beschriftete Widerstand ist von Nöten, da PSPICE ohne ihn kein Messergebnis liefert. In dem Straßenzug sind 77 Haushalte zu versorgen. Der Transformator soll auf 80 % Betriebslast ausgelegt werden bei einer Gleichzeitigkeit von 3,5 kVA pro Haushalt im Jahresmittel. Gesucht sind: Größe des Transformators, Jahresstromkosten pro Haushalt (ca. 0,2 €/kWh); Darstellung der Gesamtleistung, die an die Haushalte übertragen wird im PROBE (PSpice) => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => mit Literatur-/Quellenverzeichnis und zwei Quellen (sinngemäß und wörtlich) Dokumentation Schaltskizze PSpice (.sch) Marco G. Entwurf 1 16.01.2009 Entwurf 2 16.01.2009 Entwurf 3 16.01.2009 Die Transformatoren, die in unseren Netzen zum Einsatz kommen, können im Dauerbetrieb mit 120 % belastet werden. 140 % Belastung sind kurzzeitig zulässig. Für die Dimensionierung der Trafos wird eine Gleichzeitigkeit von 3,5 kVA pro Haushalt im Jahresmittel angenommen. An jeden Trafo können max. 9 Stromkreise geschaltet werden, dies liegt allerdings am Aufbau der von uns verwendeten Niederspannungs- Verteiler- Kästen, kurz NVK. Jeder Stromkreis ist begrenzt durch eine maximale Leitungslänge von 400 m oder einer angenommenen Leistung von 105 kVA (30 Haushalte). Normgrößen von Ortsnetztransformatoren: 100 kVA, 160 kVA, 250 kVA, 400 kVA, 630 kVA und 1000 kVA Quelle: Markus K. |
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| 2.2.3.2
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Drehstrom-Transformatoren - stark unsymmetrische
Belastung => "Stromversorgung & Regelungstechnik Teil 1" von Heinemann, Seite 18 Aktion 1.12 => Gliederung (Formatvorlagen) => Beispiel einer "Facharbeit" => Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) Dokumentation (.doc) Schaltskizze PSpice (.sch) André T. 12.08. + 09.11.2008 |
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2.2.3.3
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Drehstrom-Transformatoren - Kurzschluss zwischen
zwei Sekundärklemmen
21.11.2008 => "Stromversorgung & Regelungstechnik Teil 1" von Heinemann, Seite 18 Aktion 1.13 => Gliederung (Formatvorlagen) => Beispiel einer "Facharbeit" => Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) Dokumentation (.doc) PSpice-Projekt (.zip) Andreas L. |
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Hinweise zur Ausarbeitung einer technischen Dokumentation weiteres Beispiel |
2.2.3.4
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Drehstrom-Transformator Dyn5 - symmetrische
Belastung - mit ABB Netzplanungssystem (früher Calpos) NEPLAN® => NEPLAN® - Erstes Beispiel => Gliederung (Formatvorlagen) => Beispiel einer "Facharbeit" => Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) Dokumentation (.doc) Schaltskizze PSpice (.sch) Anfrage wegen Neplan gestellt ... |
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  Bildquelle: Fachkunde Elektrotechnik - Europa-Lehrmittel-Verlag  Quelle: uni hannover |
2.2.3.5
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Unsymmetrische Belastung bei
Drehstromtransformatoren Yyn6 und Dyn5 Wird ein Drehstromtransformator der Schaltgruppe Yy, z. B. Yyn 6, einphasig belastet, so fließt Strom in allen Strängen der Oberspannungswicklung. In den Schenkeln des Eisenkerns, deren Wicklungsstränge ausgangsseitig nicht belastet sind, steigt die Flussdichte stark an, die Streuung nimmt zu. Dadurch nimmt die Ausgangsspannung in den unbelasteten Strängen zu und fällt im belasteten Strang ab. Transformatoren in Yy-Schaltung sind für einphasige Belastung ungeeignet. Bei einem Drehstromtransformator der Schaltgruppe Dyn 5 ist einphasige Belastung möglich, da der Strom oberspannungsseitig nur im Strang des ausgangsseitig belasteten Schenkels fließt. Quelle: Fachkunde Elektrotechnik - Europa-Lehrmittel-Verlag => Gliederung (Formatvorlagen) => Beispiel einer "Facharbeit" => Grundlagen Word - Technische Facharbeit => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) Dokumentation (.doc) Schaltskizze PSpice (.sch) |
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 Funktion des Wechselstrom-Generators und Graph der Sinusfunktion  Drehstrom-Verlauf mit Drehstrom-Generator und Drehstrom-Motor in entgegengesetzter Drehrichtung |
 Bildquelle: Fachkunde Elektrotechnik - Europa-Lehrmittel-Verlag |
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2.3 |
Simulationsprojekte - Generatoren |
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Wichtig! Elektrische Maschinen in PSPICE laden  Einstellbare Attribute, bitte auf die Grafik klicken Quelle: R. Heinemann  Der Gleichstrom-Elektromotor muss nach jeder Halbdrehung umgepolt werden, damit sich dann wieder gleichnamige Pole gegenüberstehen und die Drehspule von den stehenden Magnetpolen erneut abgestoßen wird. Quelle |
2.3.1 |
als Einstieg vorerst ein Motor ... Gleichstromnebenschlussmotor- Einschalten und Drehrichtungsumkehr Seiten 9 - 11 und Seiten 120 - 138 im Handbuch Elektrische Maschinen Teil 1 Dokumentation (.doc) Oliver C. 22.10. + 21.12.2008
Sehr ausführliche Informationen zur
Gleichstrommaschine bei Wikipedia |
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2.3.2 |
Drehstrom-Synchron-Generator 24.11.2008 Seiten 74 - 79 im Handbuch Elektrische Maschinen Teil 2 => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => mit Literatur-/Quellenverzeichnis und zwei Quellen (sinngemäß und wörtlich) Dokumentation (.doc) Christoph B. 18.12.2008 => erdschluss.sch PSpice-Projekt (.zip) 24.11.2008 => lastkennlinien.sch PSpice-Projekt (.zip) 24.11.2008 => unsymmetrische_belastung.sch PSpice-Projekt (.zip) 24.11.2008 |
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2.4 |
Verbraucher |
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 Quelle falls Link zuvor nicht funktioniert => hier |
2.4.1
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Durchlauferhitzer
24.11.2008 Simulation im Normalbetrieb Simulation im Fehlerfall, eine Heizwendel fällt aus => Auswirkung auf das Hausnetz? => Motivation vorweg (Funktion ..., Einsatz in...) => mit Literatur-/Quellenverzeichnis und zwei Quellen (sinngemäß und wörtlich) Dokumentation (.doc) PSPICE-Projekt (.sch) Sebastian W. 07. + 11.01.2009 Drehstromverhältnisse (.xls) |
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2.5 |
Simulationsprojekte - Weitere Themen |
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  Quelle: ELV |
2.5.1
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Einfacher Drehfeldrichtungsanzeiger Anfrage Marco T. |
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| "Wissen mit Bildern verknüpfen" |
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Die Kurzschluss-Spannung ist diejenige Spannung, die man an einen sekundärseitig kurzgeschlossenen Transformator legen muss, damit in der Sekundärseite der Nennstrom fließt.
Im Leerlauf ist die Stromaufnahme des Transformators sehr gering, sodass die in der Wicklung verursachten Kupferverluste vernachlässigt werden können.
Die Leistung im Leerlauf ist etwa gleich den Eisenverlusten:
P0 ≈ PFe
Beim Kurzschlussversuch hingegen ist die Spannung so gering, dass die Eisenverluste vernachlässigt werden können. Die Kurzschlussleistung ist somit:
PK ≈ PCu
Damit lässt sich der Wirkungsgrad aus der abgegebenen Leistung P bei Vollast errechnen:
η = P / (P + PFe + PCu)
(bei kleinen Transformatoren ca. 90 %, bei großen über 96 %)
Die Kupferverluste lassen sich auch über den Kurzschlusswiderstand RK und den Kurzschlussstrom IK berechnen:
RK = PK / I²K
Unter Hinzunahme des Primärstroms I1 bei Vollast ergibt sich:
P´K = IK² * RK
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| :: Stand :: 27.03.2009 |
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Beratender Fachlehrer: |
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