Elektrische Schaltvorgänge in Geschlossenen Stromkreisen Von Starkstromanlagen

ISBN-13: 9783642532115 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 600 str.

Rüdenberg, Reinhold

Opis

Man hat in friiheren Jahren elektrische Starkstromanlagen nach den An forderungen gebaut, cHe der normale Dauerbetrieb an sie stellt, und ist durch griindliche Erforschung der verwendeten Materialien und der Betriebseigen schaften der Maschinen, Apparate und Leitungen zu bemerkenswerten Erfolgen hinsichtlich der GroBe der Leistung, der Hohe der Spannung und der Ent ernung fiir die Energieiibertragung gelangt. Verhaltnisma.Big spat erst zeigte die Er fahrung, daB beim Ein- und Ausschalten der elektrischen Stromkreise und bei ahnlichen absichtlichen oder zufalligen Vorgangen so eigenartige Erscheinungen eintreten konnen, daB der ordentliche Betrieb der Anlage darunter leidet. Durch zahlreiche Arbeiten ist seitdem versucht worden, die bei Schaltvorgangen auf tretenden Erscheinungen wissenschaftlich zu klaren und Abhilfe gegen ihre Schadigungen zu schaffen. Wir miissen demnach beim Betrieb jeder elektrischen Anlage unterscheiden zwischen den stationaren Erscheinungen, die im Dauerzustand bestehen, und den vorubergehenden Ausgleichserscheinungen, die als Folge irgendwelcher Schalt prozesse oder ahnlicher Anderungen im Stromkreis auftreten. Die letzteren sind meist storende Begleiterscheinungen, die durch die Ladung und Entladung der zahlreichen Energien entstehen, mit denen jeder elektrische Stromkreis ver kniipft ist. Von der immer weiter gehenden Steigerung der Energiemenge und Energiedichte in allen Teilen der Anlagen riihrt es her, daB die elektromagneti schen und elektromechanischen Ausgleichsvorgange eine immer groBere Rolle spielen und daB ihre Beherrschung heute ebenso wichtig fiir die Technik ge worden ist, wie die Beherrschung aller Erscheinungen des stationaren Betriebes.

Spis treści

A. Lineare Ausgleichsvorgänge in geschlossenen Stromkreisen.- I. Einfache Stromkreise.- 1. Einschalten und Abschalten von Stromkreisen mit Selbstinduktion.- a) Abschalten durch Kurzschließen.- b) Einschalten von Gleichstrom.- c) Einschalten von Wechselstrom.- d) Abschalten mit Parallelwiderstand.- 2. Ladung und Entladung von Kapazitätskreisen.- a) Entladung des Kondensators.- b) Aufladung durch Gleichspannung.- c) Ladung durch Wechselspannung.- 3. Allgemeine Schaltgesetze.- a) Plötzliches Schalten.- b) Allmähliche Spannungsänderung.- 4. Resonanzerscheinungen.- a) Serienresonanz.- b) Parallelresonanz.- 5. Ausgleichsströme in Schwingungskreisen.- a) Frequenz und Dämpfung.- b) Verlauf von Strom und Spannung.- c) Konstanten des Stromkreises.- 6. Einschalten von Schwingungskreisen.- a) Aufladung mit Gleichspannung.- b) Einschalten von Wechselstrom.- 7. Schaltschwingungen beim Abschalten.- a) Amplitude und Phase.- b) Ausschalten von Gleichstrom.- c) Ausschaltschwingungen bei Wechselstrom.- II. Magnetisch verkettete Stromkreise.- 8. Ruhende Stromkreise mit Wechselinduktion.- a) Symmetrische Ausgleichsströme.- b) Gleichstrommagnete mit Dämpferwicklung.- c) Unsymmetrische Stromkreise.- d) Ausschalten gedämpfter Magnete.- 9. Schalten von Transformatoren.- a) Primäres Einschalten unter Last.- b) Plötzlicher Kurzschluß der Sekundärwicklung.- 10. Wirbelströme in massiven Magnetkernen.- a) Differentialgleichung und ihre Lösung.- b) Zeitkonstante und Feldverteilung.- 11. Kommutierungsfluß in Kollektormaschinen.- a) Wirbelströme in massiven Leitern.- b) Sekundäre Nutendämpfer.- 12. Freie Drehfelder in Mehrphasenmaschinen.- a) Verkettung von Ständer- und Läuferfeldern.- b) Unsymmetrische Stromkreise.- 13. Plötzlicher Kurzschluß von Drehstrommaschinen.- a) Kurzschluß von Asynchronmotoren.- b) Einschalten synchron laufender Drehstrommotoren.- c) Kurzschluß von Synchronmaschinen.- 14. Stoßkurzschlußströme in der Praxis.- a) In den Maschinen.- b) Im Leitungsnetz.- 15. Mechanische und thermische Kurzschlußwirkungen.- a) Mechanische Kräfte.- b) Kurzschlußerwärmung.- 16. Eigenschwingungen in Kollektormaschinen.- a) Entdämpfung und Selbsterregung.- b) Gekoppelte Stromkreise.- c) Schnellentregung.- III. Wirkung von Sehwungmassen.- 17. Anlauf von Motoren.- a) Stetiger Anlauf.- b) Stufenweiser Anlauf.- c) Anlaufwärme.- 18. Einschalten von Gleichstromankern.- a) Anlauf durch Grobschaltung.- b) Anlaufwärme von Nebenschlußmotoren.- c) Kapazitätswirkung.- 19. Anlauf von Asynchronmotoren.- a) Anlaufzeit von Kurzschlußankern.- b) Drehzahlabfall bei Spannungssenkung.- c) Anlaufwärme in den Wicklungen.- 20. Pendelschwingungen von Wechselstrommaschinen.- a) Synchronisierende Kräfte in Generatoren.- b) Frequenz und Dämpfung der Eigenschwingungen.- c) Erzwungene Pendelschwingungen.- d) Eigenschwingungen von Asynchronmotoren.- 21. Schaltstöße auf Synchronmaschinen.- a) Einschaltschwingungen.- b) Stabilität bei Belastungsstößen.- c) Wiederfangen nach Kurzschluß.- 22. Parallelbetrieb von Kraftwerksnetzen.- a) Verteilung von Belastungsstößen.- b) Gemeinschaftsschwingungen mit Asynchronmotoren.- 23. Reglerschwingungen gekuppelter Synchronkraftwerke.- a) Kraftmaschinen mit indirekter Steuerung.- b) Leistungsschwingungen in Verbundnetzen.- c) Frequenzänderung nach Belastungsstößen.- IV. Einfluß der Erde.- 24. Erdschlußströrne in isolierten Netzen.- a) Verteilung in den Leitungen.- b) Stromverlauf in der Erde.- 25. Erdungselcktroden.- a) Zwei Erdelektroden.- b) Stab- und Drahterder.- c) Vielfach-Stabelektroden.- d) Erwärmung des Bodens.- 26. Sternpunktserdung von Drehstromnetzen.- a) Erdkurzschlußströme.- b) Induktive Erdschlußlöschung.- c) Symmetrische Phasenkomponenten.- 27. Wirkung des Erdungsseils bei Erdschlüssen.- a) Erdungsseil auf den Masten.- b) Eingegrabene Erdungsleiter.- 28. Atmosphärische Felder über der Leitung.- a) Schirmwirkung von Erdseilen.- b) Mehrdrähtige Freileitung.- c) Feldänderung über der Leitung.- 29. Influenzstörung von Nachbarleitungen.- a) Einfachleitungen.- b) Doppel- und Drehstromleitungen.- c) Erdschluß von Drehstromleitungen.- 30. Erdrückströme unter Wechselstromleitungen.- a) Verteilung der Stromdichte.- b) Erdfeld bei niedriger Frequenz.- c) Stromverlauf bei Hochfrequenz.- d) Luftfeld über der Erde.- 31. Induktive Fernwirkung auf Schwachstromleitungen.- a) Spiegelnde Erdoberfläche.- b) Fernwirkung der Erdströme.- c) Doppel- und Drehstromleitungen.- 32. Schaltströme in der Erde.- a) Exponentielle Stromänderung.- b) Plötzlicher Stromanstieg.- B. Vorgänge in Stromkreisen mit gekrümmter Charakteristik.- V. Veränderlicher Widerstand.- 33. Erwärmung gekühlter Leiter.- a) Temperaturanstieg.- b) Indirekte Widerstandsänderung.- 34. Schmelzen von Sicherungsdrähten.- a) Schmelzen und Verdampfen.- b) Strom-Zeit-Integral.- 35. Halbleiter im Stromkreis.- a) Induktive und kapazitive Ströme.- b) Fallende Spannungscharakteristik.- c) Stabilität des Temperaturanstiegs.- 36. Selbsterregte Schwingungen.- a) Existenzbedingungen.- b) Erregungsmechanismus.- VI. Lichtbogenunterbrechung.- 37. Haupteigenschaften des Lichtbogens.- 38. Ausschalten induktiver Gleichstromkreise.- a) Widerstandsschalter.- b) Lichtbogenschalter.- c) Parallelwiderstand zum Lichtbogen.- 39. Ausschalten von Wechselstrom.- a) Spannungs- und Stromverhältnisse.- b) Leistung im Lichtbogen.- c) Unterbrechung unter Öl.- d) Hochleistungsschalter.- 40. Rückschlagspannung nach Unterbrechung.- a) Schneller Spannungsanstieg.- b) Mehrfache Eigenschwingungen.- 41. Drehstromunterbrechung.- a) Absinken von Spannung und Strom.- b) Gleichstromkomponente.- c) Zuerst schaltender Pol.- d) Erdschlußunterbrechung.- 42. Rückzündung von Kapazitätskreisen.- a) Ladung und Entladung bei Gleichspannung.- b) Umladung durch Wechselspannung.- 43. Funkenentladung von Schwingungskreisen.- 44. Ausschalten von Schwingungskreisen.- a) Rückzündungsspannung.- b) Schaltstrom und Schaltarbeit.- c) Aussetzender Erdschluß.- 45. Lichtbogenschwingungen.- VII. Magnetische Sättigung in ruhenden Stromkreisen.- 46. Schalten gesättigter Gleichstromkreise.- a) Fremderregung von Magnetfeldern.- b) Selbsterregung von Gleichstromdynamos.- c) Verzögerung durch Wirbelströme.- 47. Sättigungsstoß beim Schalten von Wechselstrom.- 48. Eisensättigung in Schwingungskreisen.- a) Ferroresonanz.- b) Einfluß von Widerstand und Streuung.- c) Einpolige Stromunterbrechung.- 49. Oberschwingungen.- a) Kurvenform von Dynamomaschinen und Gleichrichtern.- b) Verzerrung in Transformatoren, Drosselspulen und Leitungen.- c) Oberwellen bei Drehstrom.- 50. Unharmonische Schwingungen.- a) Verzerrung der Eigenschwingungen.- b) Erzwungene Ausgleichsschwingungen.- c) Oberschwingungen im Dauerzustand.- d) Unterschwingungs-Resonanz.- VIII. Rotierende Maschinen mit Sättigung.- 51. Dauerkurzschluß gesättigter Drehstromgeneratoren.- a) Induktiver Kurzschluß bei Vorbelastung.- b) Widerstand im Stromkreis.- c) Zweipoliger und einpoliger Kurzschluß.- d) Wirkung von Kurzschlußdrosselspulen.- 52. Kapazitätsbelastung von Generatoren und Motoren.- a) Magnetische Sättigung im Generator.- b) Einfluß der Streuinduktion.- c) Wirkung von Widerstand und Magnetisierungswechselstrom.- 53. Schalten gesättigter Synchronmaschinen.- a) Verlauf von Spannung und Strom.- b) Kapazitive Spannungssteigerung.- c) Stoßströme bei induktiver Belastung.- d) Beliebige Schaltprozesse.- 54. Ausgleichswirkungen von Dämpferkreisen und Läuferstreuung.- a) Wechselwirkung der elektrischen und magnetischen Kreise.- b) Lösung der Stromkreis-Gleichungen.- c) Graphische Darstellung der Lösung.- d) Dämpfer-Zeitkonstanten.- 55. Regelung der Erregung und Spannung.- a) Spannungssteigerung bei Entlastung.- b) Stoßerregung des Magnetfeldes.- c) Selbsttätige Spannungsregelung.- d) Reihenschluß-Erregung.- Funktionentafeln.- Exponential-Funktionen.- Selbstinduktion dicker Spulen.