1. Netzberechnung - Netzstrahl (Nico)

Netzberechnung

• Gegeben: (meist)

  • Netzspannung UN, Leistungen an den Knoten (Wirkleistungen), Leistungsfaktoren (wenn keine Leistungsfaktoren gegeben sind, dann nur Wirkleistung)

• Gesucht:

  • Scheinlesitung

  • max. Leitungsstrom

  • UKn extreme Knotenspannung

Maximale Scheinlesitung meist am Anfang des Strangs am Trafo

• diese ergibt sich aus der Summe aller (komplexen) Scheinleistungen an den Knoten, die jeweils durch Addition von Wirk- und Blindleistung berechnet wird

  • Verluste entlang der Leitungen werden in diesem Fall vernachlässigt

• Wichtig: erst die Summen aller Wirk- und aller Blindleistungen berechnen und dann erst den Betrag der Scheinleistung

  • Komplex addieren!

  • Wenn wir nur Beträge addiert hätten, wäre die Scheinleistung ST am Trafo deutlich höher

• Scheinlesitung ST ist ausschlaggebend für die Trafoauslegung

Wieder komplexe Größen: Real- und Imaginäranteil für scih ausrechnen.

• Die Ströme von hinten nach vorne aufaddieren

• Überall Nennspannung angenommen

• Positive imaginäre Ströme: kapazitive Wirkung

  • kommt daher das bei der Definition der Scheinleistung der Strom komplex konjugiert ist -> Minus beim Imaginäranteil -> sehr wichtig bei der späteren Spannungsausrechnung

Spannungsfall zwischen den Knoten:

• von hinten nach vorne der Laststrom fließt durch Blind- und Wirkwiderstand der Leitung und verursacht komplexen Spannungsabfall

• Wichtig! Realanteil und Imaginäranteil der Spannungsdifferenz

Phasenspannung Uph:

• Vektorielle Addition von Knotenspannung UK und Real- und Imaginäranteil des komplexen Spannungsabfalls

• Der Betrag von Uph ist interessant!

  • Der Realanteil ist ausschlaggebend und Imagibäranteil fällt nicht so sehr ins Gewicht

  • Die Differenz der beiden Spannungen ergibt sich aus dem Realteil des komplexen Spannungsabfalls

• Wichtig!

  • Realteil: Realstrom mal Wirkwidersatnd - Imaginärstrom mal Bildwiderstand der Leitung (weil 2mal um 90° verschoben -> wieder auf der Realachse)

  • Vorzeichen des Imaginärstroms aussschlaggebend

Imaginäranteil der Spannung zur Spannungsregelung

• induktiver Blindstrom -> niedrigere Spannung

• kapazitiver Blindstrom -> höhere Spannung

Mittels der ausgerechneten Ströme mit Real- und Imaginäranteil können wir mithilfe der Formel die einzelnen Spannungsabfälle zwischen zweier Knoten bestimmen.

• Daraufhin von VORNE nach HINTEN aufsummieren für gesamte Spannungsdifferenz

Impedanzen an Leitungen und Trafo (auch vielleciht das vorgelagerte Netz)

• Impedanz des vorgelagerten Netzes

  • SK = Kurzschlussleistung (maximale Leistung die geliefert werden kann unter Kurzschluss)

  • je höher die Leistung, desto geringer die Impedanz

  • “mangelnde Kurschlussleistung eines Netzes -> instabiles Netz”: relativ hohe Netzimpedanz des Netzes

  • Netzimpedanz wird als Induktivität angenommen, da Leitungen und konv. Generatoren verhalten sich wesentlich induktiv

• Trafo

  • Kurzschlussspannungsverhältnis uK ausschlaggebend für Eigenschaften

  • vorallem Blindwiderstand, aber auch Wirkwiderstand durch Verluste

  • uK: komplexe Darstellung für Impedanz des Trafos

• Leitung

  • Gesamter Widerstand RL = Länge * Widerstandbelag

  • Blindwiderstand XL = Länge * Blindwiderstandbelag