Vergleichen Sie die unterschiedlichen Schutzmechanismen
Überspannungsableiter<->Distanzschutz + Leistungsschalter
Der Distanzschutz mit Leistungschalter dient zum Löschen des Lichtbogens infolge eines Blitzeinschlags durch die sogenannte Kurzunterbrechung.
Die durch den Blitz ausgelöste Wanderwelle stellt jedoch aufgrund ihrer z.T. sehr hohen Spannungssteilheit und Amplitude eine erhebliche Gefährdung der Betriebsmittel (z.B. Transformatoren) in Schaltanlagen dar. In Schaltanlagen müssen daher die Amplituden der Blitzüberspannungen durch Überspannungsableiter begrenzt werden.
Erklären Sie die Funktionsweise eines Vakuumschalters:
Lichtbogen bei Trennung —> keine Luft —> Partikel werden aus Kontaktoberflächen geschmolzen -> Metalldampf
Wanderung der Fußpunkte durch Magnetfeld, erzeugt durch schräge Schlitze im Kontaktstück.
Löschung des Lichtbogens durch ausreichend Abstand und Kühlung durch Kontaktstücke
Erklären Sie die Funktion eines Selbstblasschalters:
Blaskolbenprinzip (meist SF6)
Wird nur auf Betriebsströme ausgelegt.
Im Falle eines Kurzschluss erhitzt der Lichtbogen das Gas im Kolben und die Ausströmung wird beschleunigt
Die betrieblichen Vorteile zeigen sich in kompakten Antrieben, geringen mechanischen Beanspruchungen des Gesamtsystems, niedrigen dynamischen Fundamentbelastungen, niedrigem Geräuschpegel und insgesamt erhöhter Zuverlässigkeit.
Erklären Sie die Funktion eines Steuerkondensators:
2 Schaltkammern in Reihe
Kurzschluss Richtung Erde direkt hinter dem Schalter -> ungleichmäßigen Verteilung der Spannung über den beiden Schaltkammern (in der Praxis ca. 70/30 %)
—> Symmetrierung der Spannung
keine galvanische Trennung mehr —> Trennschalter notwendig
Erklären Sie die Funktion eines Kipplasttrennschalters
Kippfederantrieb
Hilfschaltmesser paralell zu Schaltmessern werden schlagartig aufgerissen
Lichtbogen zersetzt Isolierplatten der Flachlöschkammer —> Ausgasungen kühlen und löschen Lichtbogen
Warum können nicht alle Freileitungen durch Kabel ersetzt werden?
andere Dielektrizitätszahl, geringerer Abstand —> Kapazitätbelag von Kabeln Faktor 10…100 größer
ab 60 km teure Kompensationsdrosseln notwendig
teurer beim Verlegen
Aber: Wenn Genehmigung aufgrund Akzeptanz schneller und dadurch kürzere Engpässe im Stromnetz: Wirtschaftlichkeit möglich (Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2011)
https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Redaktion/DE/Downloads/Studien/bmu-studie-ausbau-elektrischer-netze.pdf?__blob=publicationFile&v=2
Warum gibt es in der Hoch- und Höchstspannung keine Sicherungen?
Aufgrund der von der Sicherung aufzunehmenden Energie während des Abschaltens
Warum sind Kabel in der Höchstspannung meist nur einige Hundert Meter lang?
Kapazitätsbelag -> Kompensation notwendig
teure Verlegung mit vielen Muffen an Land
Cross-Bonding der Schirme oberirdisch in Kästen nach 2-3 Muffen um Verluste zu minimieren
Beschriften Sie ein Schaltfeld:
Wie lauten die Schaltvorgänge beim umlegen von SS A auf SS B?
Wie sieht eine Doppelsammelschiene mit Umgehungsschiene aus?
Was macht die Umgehungsschiene?
Funktion: Umgehen eines Schaltfeldes auf gleichen Leitungsabgang um dieses bspw. zu warten
Wie lauten die Schaltvorgänge beim umlegen von SS A auf SS A über die USS?
Zeichnen Sie einen SVC:
SVC : Static Var Compensator (Standard for Parallel Compensation)
STATCOM : Static Synchr. Compensator (Fast SVC, Flicker Compensation)
Was sind die Vor und Nachteile eines Hochtemperaturfreileitungsseil?
+: geringes Eigengewicht, geringe Belastung der Masten, geringer Durchhang, mehr Strom
-: größere Stromwärmeverluste, teurer
Erklären Sie die Funktion eines Überspannungsableiters:
leitet Energie der Überspannung in Richtung Erde ab und schützt damit Betriebsmittel vor Durchschlägen
halbleitendes Metalloxid (MOX) MOX-Pellets keine idealen Nichtleiter im gesperrten Zustand
aber Standard bis 800 kV
Funkstreckenableiter
Nennen Sie die Vorteile von GIL gegenüber Kabeln:
geringere Biegeradien
geringerer Kapazitätsbelag
selbstheilend —>
keine Änderung des Betriebskonzepts notwendig (Kurzschlussunterbrechung)
kurzzeitig bis zu 200% überlastbar
Was ist die Mindesschaltverzugszeit?
Der Mindestschaltverzug ist die kleinstmögliche Zeit vom Beginn des Kurzschlusses bis zur ersten Kontakttrennung eines Schalterpols.
Er ist die Summe aus kleinstmöglicher Ansprechzeit der Netzschutzrelais und der Ausschaltzeit (Schaltereigenzeit).
Was begrenzt den Strom bei einem Kabel?
PNat sehr hoch, kann aufgrund der Thermik aber nicht erreicht werden
Leiteroberfläche max. 90 Grad
dauerhaft zulässige thermische Übertragungskapazität geringer als bei Freileitungen
Was begrenzt den Strom bei einer Freileitung?
thermisch (Strom) —> Durchhang
elektrische Feldstärke, magnetische Feldstärke: Spannung, Höhe, Bündelung
Was ist ein Schaltwerk?
Eine Schaltanlage ohne Umspannung —> ein Spannungsniveau, keine Trafos
Worin liegt der Vorteil des Maschennetzes?
n-1 Sicherheit leichter zu gewährleisten
niedrigere Netzimpedanz durch Vermaschung
Worin liegt der Nachteil eines Ringnetzes
höhere Netzimpedanz
Ring meist aufgrund der Schutztechnik (Sicherung) geöffnet.
n-1 Sicherheit erst nach Schaltmaßnahmen erreichbar —> Mittelspannung
Worin liegt der Vorteil einer Freiluftschaltanlage gegenüber anderen Technologien?
jahrzehntelange Erfahrung im Bau und im Betrieb
leichte Zugänglichkeit, geringer Zeitaufwand für Entstörung, Wartung und Instandsetzung
Je nach Spannungsebene sind auch zahlreiche Lieferanten verfügbar
Nachteile:
Viel Platz, Geräuschemissionen
Wozu werden Bündelleiter benötigt?
Bei Spannungen von 380 kV und darüber sind Bündelleiter notwendig, um mit Rücksicht auf den Hochfrequenzstörpegel der Leitung und die Lärmemission die Oberflächenrandfeldstärke von rund 17,5 kV/cm (Effektivwert bei maximaler Betriebsspannung) einzuhalten
Wozu dienen die Abstandshalter in einer Bündelleitung?
konstanter Abstand zwischen den einzelnen Leitern der Bündel
—>gleichmäßige Verteilung der elektrischen Felder um die einzelnen Leiter
Interferenzen zwischen den Leitern minimiert
zusätzliche mechanische Stabilität
Verhindern ein Flattern der Leiter bei starkem Wind
Was ist ein Spannfeld?
Das Spannfeld oder die Spannweite bezeichnet die Entfernung zwischen zwei Masten einer Freileitung. Im Übertragungsnetz werden in der Regel Spannfelder von ca. 300 bis 500 m erreicht. Je höher die Masten sind, desto größer kann das Spannfeld sein
Nennen Sie drei Leistungsschalter-Antriebsarten
Federspeicher,
hydraulisch, pneumatisch —> Druckspeicher
Wodurch ist die Grenze des maximal zulässigen Kurzschlussstromes einer Schaltanlage bestimmt?
Magnetkräfte,
thermische Überlast,
Erdungsanlage (Schrittspannung)
Betriebsmittel ( Lichtbogenlöschung)
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