Prof. Dr. HJ Wagner IfEA FB E-Technik

Elektroenergiesysteme
Aufgaben zur Klausur
WS 2008/09
Prof. Dr. H. J. Wagner
IfEA
FB E-Technik
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Matrikelnr.:
Dauer der Klausur: 60 Minuten. Erlaubte Hilfsmittel: Vorlesungsmitschrift und Datenblätter.
Aufgabe 1 Drehstrom-Freileitung (45 Punkte)
Sie erhalten den Auftrag für die Firma BC-Hydro (Kanada) eine 760 kV- / 60 Hz- Drehstromfreileitung für eine max. Übertragungsleistung von Smax = 3150 MVA zu planen. Der Auftraggeber macht dafür folgende Vorgaben:
• Masten analog Datenblatt 1: Freileitungsmaste im Größenvergleich, Abb. e,
• 4er-Bündel aus Verbundseilen Al/St auf einer Höhe verlegt, Bündelabstand d = 16 m,
• Teilleiterabstand in den Bündeln a = 0,5 m,
• Höhe der Aufhängepunkte der Leiterbündel über dem Erdboden H = 32 m,
• minimale Leiterhöhe hmin = 16 m,
• Seilzugspannung σ = 0.75 σmax (Verlegung im Sommer).
a) Welcher Seiltyp ist zu wählen? (Begründung / Berechnung)
b) Bestimmen Sie den Widerstandsbelag R’, den Betriebs-Kapazitätsbelag C’ und den induktiven Reaktanzbelag XL’ der Leitung.
c) Wie groß ist der Wellenwiderstand der Leiterbündel und die natürliche Leistung dieser
Leitung, wenn R’ vernachlässigt wird?
d) Welche maximale Spannfeldlänge ist einzuhalten?
Aufgabe 2 Drehstromkabel (45 Punkte)
Eine 50 Hz, 10 kV-Drehstromleitung aus dreiadrigem NYSEY-Kabel (Leiterquerschnitt
A = 70 mm2 ) habe eine Länge von l = 25 km. Sie wird bei 70°C betrieben.
a) Skizzieren Sie die Π-Ersatzschaltung der Leitung und bestimmen Sie die Parameter R,
XL und XC/2.
b) Wie groß sind Ladestrom und Ladeleistung, wenn am Leitungsanfang die Nennspannung
anliegt?
c) Welche Leistung kann auf Grund der thermischen Beschränkungen des Stroms mit diesem Kabel maximal übertragen werden? Entspricht dies einem unternatürlichen oder einem übernatürlichen Betrieb?
Aufgabe 3 Umrechnung von Widerständen (20 Punkte)
Rechnen Sie alle Widerstände (Netz, ohmsche Widerstände, Reaktanzen, Trafo, Motor) der gezeigten Anordnung auf die Bezugsspannung UB = 20 kV um:
R1 = 12 Ω
X1 = 3 Ω
R2 = 5 Ω
X2 = 20 Ω
UN1 = 30 kV
UN2 = 1 kV
Motor:
P = 25 kW
cos(ϕ) = 0,9
Transformator:
Netz:
SrT = 10MVA,
uk = 6% (ind.)
S“k = 50MVAr (ind. Kurzschlussleistung)
KlausurAufgabenEVertSysteme_WS_08_09.doc
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