Stromerzeugung, Stromnetz

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manuel82

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Hallo zusammen!

Ich hätte mal ein paar Grundsatzfragen zum genannten Titel.

1.) Wer gibt im Stromnetz (z.B. Europa) die Frequenz vor? Regelt hier jedes einzelne Kraftwerk auf die 50 Hz hin oder gibt es eine Art "zentrale" Regelung, an der sich dann alle Anpassen...

2.) Wie funktioniert die Netzeinspeisung mittels Synchronmaschine oder genauer: Welche Parameter ändern sich in der Maschine, sodass es zu einem Energiefluss in das Stromnetz kommt?

Beispiel: Ich lasse eine Synchron- oder Asynchronmaschine netzsynchron laufen (50Hz) und schalte die Maschine ans Stromnetz. Es findet noch kein Energiefluss in eine bestimmte Richtung statt. Sobald ich nun der Maschine "gas" gebe (z.B. über Dieselantrieb) findet ein Energiefluss ins Netz statt... aber wodurch? Was genau passiert in diesem Zustand in der Maschine? Die Spannung steigt meines Wissens ja nicht an, Drehzahlerhöhung bedeutet steigende Frequenz (verursacht das den Enegergiefluss) oder kommt es gar zu einer Änderung der Impedanz in der Maschine, welche zum Energiefluss führt?

Weiters würde mich interessieren, was passiert, wenn ich einen Generator (ans Stromnetz angeschlossen) deutlich mit Überdrehzahl (bezogen auf die Netzfrequenz) betreibe? Findet hier noch eine Einspeisung statt bzw. wird der Generator dadurch "überlastet"?

Und nun hätte ich noch eine Frage zum Thema Stromnetz: Was passiert eigentlich, wenn bei einem Trafo (z.B. 20kV auf 0,4kV - Ortsnetz) hochspannungsseitig eine Phase ausfällt? Fällt dann niederspannungsseitig auch eine Phase aus (bzw. fällt die Spannung auf dieser Phase auf Null) oder "generiert" sich der Trafo die 3. Phase ganz bzw. teilweise? Schaltung: Hochspannung Dreieck und Niederspannung Stern.


Vielen Dank!

LG

Manuel
 
Hallo ein ASynchrongenerator liefert nur dann Strom ins Netz wen man versucht diesen mit höherer Drehzahl zu betreiben als die Netzfrequenz ist .Ein solcher wird bei zu viel Gas geben eher ab rauchen als das dieser die Netzfrequenz beeinflusst. Außerdem ist es ja so das ein solcher nur Netzverbunden Strom erzeugen kann. Es ist mit solchen im Gegensatz zu einem Synchrongenerator kein Inselbetrieb möglich,weil ein solcher keine eigene Erregung hat während bei - Synchrongeneratoren eine eine Gleichstrom Erregermaschine eingebaut ist.
Es gibt zwar Asynchrongeneratoren welche mittels Kondensatoren erregt werden.
Zu diesen Themen etwas googeln!
mfg sepp
 
Re

Hi Sepp,

dass eine Beeinflussung der Netzfrequenz ausgeschlossen ist, war mir schon klar. Ich dachte eher daran, dass bei Überdrehzahl bestimmte Zustände in der Maschine eintreten, die den Energiefluss hemmen (z.B. durch Impedanzerhöhung) bzw. den Energiefluss so begrenzen (wohl Abhängig von der Bauform der Maschine), dass der Stromfluss wieder absinkt... vielleicht liege ich jetzt ja auch ganz falsch....

Die Erregung der Asynchron- bzw. Synchronmaschine verstehe ich - aber dennoch, was genau passiert denn im Generator, wenn die Drehzahl erhöht wird und die Energie zu "fließen" beginnt?

LG Manuel
 
Hallo bei einem Netzgekoppelten Asynchron Geneaktor kann an die Drehzahl nicht erhöhen weil das vorhandene Netz den Generator abbremst.Hat man einen entsprechend starken Antriebsmotor so wird eher der Generator abrauchen wen keine Sicherheitsvorkehrungen gegen Überlastung vorhanden sind .
mfg sepp
 
durch belastung des Stromnetzes durch die verbraucher sinkt die Netzspannung.
Der Generator produziert immer die gleiche Spannung und somit fließt dann der Strom vom Generator ins Netz.
Ist die Spannung aufgrund fehlender Netzbelastung gleich wird nichts eingespeist.
durch die Belastung würde die Drehfrequenz des Generators sinken, diese wird aber anchgeregelt indem diesem mehr Energie zugeführt wird. Wird der Generator überlastet sinkt dessen Frequenz bis zum Stillstand. Im Verbund mit anderen Stromerzeugern müssen andere diese überlast tragen. wird das Netz als gesammtes überlastet wird auch die Netzfrequenz sinken.
 
Hallo,
das Verhalten von Maschinen im Verbundnetz ist ein sehr interessantes Thema. Bei ausreichenden Grundkenntnissen empfehle ich das Buch "Elektroenergiesysteme" von Adolf Schwab.

Generell kann man in Drehstromsystemen Blind- und Wirkleistung getrennt betrachten.

Asynchronmaschinen sind in Kraftwerken eigentlich nicht anzutreffen. Es gibt aber z.B. für Windgeneratoren doppeltgespeiste Maschinen (eigenes Kapitel...). Seltener ist das sogenannte "dänische Konzept". Hier werden tatsächlich Asynchronmaschinen in Windgeneratoren verwendet. Nachteil ist, dass die Drehzahl nicht sehr variabel ist und immer Blindleistung gebraucht wird. Die Drehzahl liegt ein paar Prozent über der synchronen Drehzahl. Diese Differenz (Schlupf) bestimmt die Wirkleistungsabgabe. Blindleistung muss gleichzeitig aus dem Netz bezogen werden, belastet dieses aber. Wie schon geschrieben wurde, können Kondensatoren eingesetzt werden.

In fast allen Kraftwerken arbeiten Synchronmaschinen. Im Betrieb sind diese immer im Gleichlauf mit der Netzfrequenz, eine Abweichung wäre eine kleine "Katastrophe" bzw. würde zur Abschaltung führen. Was sich wohl ändert, ist der Phasenwinkel zwischen dem Generatorläufer und dem Netzsystem. Das ist der Polradwinkel. Dieser darf (stark vereinfacht) nicht zu groß werden, sonst gerät der Generator außer Tritt (man kann sich eine Feder vorstellen, die Welle und Netz verbindet und bei 90° abreißt). Der Polradwinkel hängt u.a. vom Drehmoment und vom Erregerstrom ab. Beim Anfahren muss der Generator übrigens mit dem Netz synchronisiert werden. Erst, wenn Drehzahl, Winkel und Erregung stimmen, wird er mit dem Netz zusammengeschaltet.

Wie schon erwähnt, sind Blind- und Wirkleistung getrennt zu behandeln: Die Wirkleistung hängt vom Drehmoment ab, also was die antreibende Turbine leistet. Dabei bleibt jedoch die Drehzahl netzsynchron (!). Die Erregung wird geregelt und bestimmt den Blindleistungsfluss. Eine Synchronmaschine kann Blindleistung aufnehmen oder abgeben, sich also auch wie ein Kondensator verhalten. Dieser Zustand ist die Regel (Übererregung). Die Summe aller Generatoren im ganzen Netz sind also durch das Netz verbunden und synchron. Nur die Winkeldifferenz variiert. Ein Überschuss an Wirkleisung bewirkt eine Beschleunigung, d.h. eine Frequenzerhöhung.
Die Frequenz ist ein Zeichen für die Leisungsbilanz. Darüber wird auch geregelt, so weit wollte ich aber nicht ausholen (Primär- und Sekundärregelung, Netzstatik)

Die Spannung hängt von der Blindleistungsbilanz ab, also von der Erregung der Synchronmaschinen und von der Belastung mit z.B. induktiven Verbrauchern.

Ich habe einige Stichworte genannt, damit du weitersuchen kannst. Dies hier ist keine vollständige Beschreibung, ich hoffe aber, dass es dir etwas Verständnis bringt.

Das mit dem Trafo hängt von der Belastung und (wie du ja schon andeutest) von der Schaltgruppe ab.

Gruß
Martin
 
Generell kann man in Drehstromsystemen Blind- und Wirkleistung getrennt betrachten.

Stammt diese "Weisheit" aus dem empfohlenen Buch, oder was ???

:roll:

Greetz
Patois
 
Hallo,

nein, das haben wir so gelernt. Vielleicht war die Ausdrucksweise missverständlich. Es geht mir um die Anbindung von Synchronmaschinen ans Verbundnetz. So kann man besser verstehen:
Wirkleistung - mech. Leistung - Frequenz.
Blindleistung - Erregung - Spannung.

Martin
 
Re

Hallo Martin!

Vielen Dank für deinen interessanten Beitrag! Ich hab das von dir erwähnte Buch soeben bestellt :)

LG Manuel
 
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