Berechnung von Drehstromnetzen Berechnung stationärer und nichtstationärer Vorgänge mit Symmetrischen Komponenten und Raumzeigern ; mit 107 Abbildungen, 65 Tabellen und 34 durchgerechneten Beispielen

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Vorwort zur dritten Auflage 5 Vorwort zur zweiten Auflage 6 Vorwort zur ersten Auflage 8 Inhaltsverzeichnis 10 1 Symmetrische Komponenten und Raumzeiger 14 1.1 Modaltransformation 14 1.2 Symmetrische Komponenten 19 1.3 Raumzeiger 23 1.4 Zusammenhang zwischen Raumzeiger und Zeiger 29 2 Betriebsmittelgleichungen in Symmetrischen Komponenten 32 2.1 Leitungen 33 2.2 Transformatoren 40 2.3 Generatoren, Motoren und Ersatznetze 64 2.4 Nichtmotorische Lasten 67 3 Netzgleichungssysteme in Symmetrischen Komponenten 69 3.1 Zusammengefasste Darstellung der Betriebsmittelgleichungen 70 3.2 Knotenspannungs-Gleichungssysteme 72 4 Leistungsflussberechnung 81 4.1 Knotenspezifikation 81 4.2 Knotenpunktverfahren 82 4.3 Newtonverfahren 85 4.4 Berechnung unsymmetrischer Leistungsflüsse 91 5 Berechnung von Einfach- und Doppelfehlern 111 5.1 Fehlerarten 111 5.2 Fehlerbedingungen 112 5.3 Fehlerbedingungen in Symmetrischen Komponenten 115 5.4 Berechnung von Einfachquerfehlern 124 5.5 Berechnung von Einfachlängsfehlern 136 5.6 Berechnung von Doppelfehlern 145 5.7 Überlagerungsverfahren 152 6 Fehlermatrizenverfahren 169 6.1 Fehlermatrizen 169 6.2 Fehlermatrizen in Symmetrischen Komponenten 172 6.3 Nachbildung von Kurzschlüssen an der Knotenadmittanzmatrix 177 6.4 Nachbildung von Kurzschlüssen an der Knotenimpedanzmatrix 184 6.5 Nachbildung von Kurzschlüssen auf Leitungen 186 6.6 Abschalten von Leitungen und Transformatoren 189 6.7 Abschalten von kurzschlussbehafteten Leitungen 195 6.8 Abschalten von Generatoren, Motoren und Lasten 196 6.9 Berücksichtigung von Unsymmetriezuständen 197 6.10 Zusammenfassung des Berechnungsablaufs für Kurzschlüsse und Unterbrechungen sowie Unsymmetrien 202 6.11 Anwendung des Fehlermatrizenverfahrens zur Kurzschlussstromberechnung nach IEC und DIN EN 60909-0 203 7 Berechnung quasistationärer Vorgänge 210 7.1 Algebro-Differentialgleichungssystem 211 7.2 Berechnung der transienten Stabilität 213 8 Betriebsmittelgleichungen in Raumzeigerkomponenten 228 8.1 Allgemeine Formen 228 8.2 Leitungen 234 8.3 Transformatoren 244 8.4 Synchrongeneratoren 255 8.5 Asynchronmaschinen 278 8.6 Nichtmotorische Lasten 288 9 Erweitertes Knotenpunktverfahren 293 9.1 Klemmengleichungen der Betriebsmittel 294 9.2 Knotenspezifikation und Knotenpunktsätze 294 9.3 Netzgleichungssysteme des EKPV 296 9.4 Berechnung der Netzeigenwerte nach dem EKPV 308 10 Fehlermatrizenverfahren in Raumzeigerkomponenten 312 10.1 Fehlerbedingungen und Fehlermatrizen 312 10.2 Nachbildung von Kurzschlüssen an L- und R-Knoten 315 10.3 Nachbildung von Kurzschlüssen an C-Knoten 324 10.4 Nachbildung von Unterbrechungen an Betriebsmitteln 328 11 Netzzustandsschätzung 333 11.1 Messwerte und Messfehler 334 11.2 Gleichungssystem zur Bestimmung des Zustandsvektors 336 11.3 Messmodell 338 Anhang 344 A.1 MATLAB-Programme Leistungsflussberechnung 344 A.2 MATLAB-Programm Fehlermatrizenverfahren 356 A.3 Ergänzung zu den Fehlermatrizen 359 A.4 Impedanzen von Einleiterkabeln mit Cross-Bonding 361 Formelzeichen und Nebenzeichen 365 Literatur 368 Sachverzeichnis 369 Dieses aus langjähriger Vorlesungstätigkeit entstandene Lehr- und Praxisbuch beschreibt die wichtigsten Berechnungsverfahren für Drehstromnetze in systematischer Fassung. Die äußerst vorteilhafte knotenorientierte Darstellung zieht sich dabei wie ein roter Faden durch das Buch. Schwerpunkte bilden die Berechnung mit Symmetrischen Komponenten im Frequenzbereich nach dem klassischen Knotenpunktverfahren und die Berechnung mit Raumzeigerkomponenten im Zeitbereich nach dem neuen Erweiterten Knotenpunktverfahren. Für die Berechnung beliebiger Fehlerzustände (Kurzschlüsse und Unterbrechungen) wird mit dem Fehlermatrizenverfahren ein neues universelles Verfahren vorgestellt, das gleichermaßen auf die Symmetrischen Komponenten und Raumzeigerkomponenten angewendet werden kann. Zahlreiche durchgerechnete Beispiele und MATLAB Programmcodes ergänzen die Ausführungen. Der Inhalt Symmetrische Komponenten und Raumzeiger Mathematische Modelle im Frequenz- und Zeitbereich Klassisches und Erweitertes Knotenpunktverfahren Netzgleichungssysteme Leistungsfluss- und Stabilitätsberechnung Berechnung von symmetrischen und unsymmetrischen Fehlern Berechnung von Ausgleichsvorgängen Die Zielgruppen Studierende der Energietechnik an Universitäten und Fachhochschulen Ingenieure und Anwender aus energietechnischen Bereichen Informatiker, Physiker und Mathematiker mit Interesse an der Energietechnik Der Autor Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. B.R. Oswald hatte von 1992 bis 2007 den Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung an der Universität Hannover inne. Er ist Obmann von DKE/K121 "Kurzschluss-Ströme" und K121.1 "Kurzschluss-Strom-Berechnung." Dieses aus langjähriger Vorlesungstätigkeit entstandene Lehr- und Praxisbuch beschreibt die wichtigsten Berechnungsverfahren für Drehstromnetze in systematischer Fassung. Die äußerst vorteilhafte knotenorientierte Darstellung zieht sich dabei wie ein roter Faden durch das Buch. Schwerpunkte bilden die Berechnung mit Symmetrischen Komponenten im Frequenzbereich nach dem klassischen Knotenpunktverfahren und die Berechnung mit Raumzeigerkomponenten im Zeitbereich nach dem neuen Erweiterten Knotenpunktverfahren. Für die Berechnung beliebiger Fehlerzustände (Kurzschlüsse und Unterbrechungen) wird mit dem Fehlermatrizenverfahren ein neues universelles Verfahren vorgestellt, das gleichermaßen auf die Symmetrischen Komponenten und Raumzeigerkomponenten angewendet werden kann. Zahlreiche durchgerechnete Beispiele und MATLAB Programmcodes ergänzen die Ausführungen. Der Inhalt Symmetrische Komponenten und Raumzeiger Mathematische Modelle im Frequenz- und Zeitbereich Klassisches und Erweitertes Knotenpunktverfahren Netzgleichungssysteme Leistungsfluss- und Stabilitätsberechnung Berechnung von symmetrischen und unsymmetrischen Fehlern Berechnung von Ausgleichsvorgängen Die Zielgruppen Studierende der Energietechnik an Universitäten und Fachhochschulen Ingenieure und Anwender aus energietechnischen Bereichen Informatiker, Physiker und Mathematiker mit Interesse an der Energietechnik Der Autor Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. B. R. Oswald hatte von 1992 bis 2007 den Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung an der Universität Hannover inne. Er ist Obmann von DKE/K121 „Kurzschluss-Ströme" und K121.1 „Kurzschluss-Strom-Berechnung" Front Matter....Pages I-XIV Symmetrische Komponenten und Raumzeiger....Pages 1-18 Betriebsmittelgleichungen in Symmetrischen Komponenten....Pages 19-55 Netzgleichungssysteme in Symmetrischen Komponenten....Pages 57-68 Leistungsflussberechnung....Pages 69-98 Berechnung von Einfach- und Doppelfehlern....Pages 99-156 Fehlermatrizenverfahren....Pages 157-197 Berechnung quasistationärer Vorgänge....Pages 199-216 Betriebsmittelgleichungen in Raumzeigerkomponenten....Pages 217-281 Erweitertes Knotenpunktverfahren....Pages 283-301 Fehlermatrizenverfahren in Raumzeigerkomponenten....Pages 303-323 Netzzustandsschätzung....Pages 325-335 Back Matter....Pages 337-370