Lehrveranstaltungshandbuch Hochspannungsübertragungstechnik


Verantwortlich: Prof. Dr. Christof Humpert

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

Organisation

Version
erstellt 2013-04-29
VID 2
gültig ab WS 2012/13
gültig bis
Bezeichnung
Lang Hochspannungsübertragungstechnik
LVID F07_HSUT
LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS)
Vorlesung 2
Übung (ganzer Kurs) 1
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum
Projekt 1
Seminar
Tutorium (freiwillig)
Präsenzzeiten
Vorlesung 30
Übung (ganzer Kurs) 15
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum
Projekt 15
Seminar
Tutorium (freiwillig)
max. Teilnehmerzahl
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum
Projekt
Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

  • Deutsch

Niveau

  • Master

Notwendige Voraussetzungen

  • Grundlagen der Elektrotechnik
  • Elektrische Felder in Dielektrika
  • Grundlagen der elektrischen Übertragungstechnik

Literatur

  • Küchler; Hochspannungstechnik (Springer)
  • Schwab; Elektroenergiesysteme (Springer)

Dozenten

  • Prof. Dr. Christof Humpert

Wissenschaftliche Mitarbeiter

  • Dipl.-Ing. Ralph Schumacher

Zeugnistext

Hochspannungsübertragungstechnik

Kompetenznachweis

Form
sMP 50% (bei großer Prüfungsanzahl sK)
sSB 50% (schriftlicher und mündlicher Bericht)

Aufwand [h]
sMP 10

Intervall: 2-3/Jahr


Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)
  • Übertragungssysteme
    • AC-Systeme
      • FACTS
    • DC-Systeme
      • klassische Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ)
      • HGÜ light / plus
    • Systemvergleich
      • technische Vor- und Nachteile
      • betriebswirtschaftliche Aspekte
      • gesellschaftliche und politische Auswirkungen
  • Komponenten von HGÜ-Anlagen
    • Gleich-/Wechselrichter
      • VSC (voltage-source-converter)
        • IGBT
        • GTO
      • LCC( line-commutated converters)
        • Thyristor
    • Filter
      • auf der AC-Seite
      • auf der DC-Seite
    • Gleichrichtertransformatoren
      • Schaltgruppen
      • AC- und DC-Spannungsbelastung
    • Übertragungsstrecke
      • Freileitung
      • Kabel
        • VPE-Kabel
        • Öl-Kabel
        • Masse-Kabel
    • Schaltanlagen
      • AC-Schaltanlagen und Komponenten
      • DC-Schaltgeräte
  • Anforderungen an Komponenten der HS-Übertragung
    • elektrische Anforderungen
      • Betriebsspannung (AC/DC)
      • kurzweilige Überspannung (AC/DC)
      • Blitzstoßspannung
      • Schaltstoßspannung
    • sonstige Anforderung
      • mechanische Belastungen
      • klimatische Belastungen
      • Alterung
  • Prüfung von Hochspannungskomponenten
    • Erzeugung hoher Spannungen
      • AC
        • Prüftransformator
        • Kaskadenschaltung von Prüftransformatoren
      • DC
        • Elektrostatischer Generator
        • Gleichrichterschaltungen
        • Villard- und Greinacher-Schaltung
        • Greinacher-Kaskade
      • Stoßspannung
        • Einstufige Stoßschaltung
        • Marx-Generator
      • Anforderungen an Prüfspannungen
    • Messung hoher Spannungen
      • Funkenstrecke
      • Feldsonden
      • Vorwiderstand
      • Spannungsteiler
    • Diagnose von Betriebsmitteln
      • Teilentladungsmesstechnik
      • Diagnosemöglichkeiten im Betrieb

Fertigkeiten
  • Übertragungsssysteme planen und berechnen
    • notwendige Eigenschaften bestimmen
      • Betriebs- und Überspannungen für eine gegebene Spannungsebene berechnen
      • Begrenzungsmöglichkeiten von Überspannungen einplanen
      • Wanderwellenvorgänge (Brechung, Reflexion) analysieren und berechnen
      • Stromtragfähigkeit und maximale Verluste ableiten
    • geeignetes Übertragungssystem auswählen
      • für AC dimensionieren bzw. berechnen:
        • Spannungsebene
        • Kompensationsmaßnahmen
        • maximale Übertragungsleistung / Verluste
      • für DC dimensionieren bzw. berechnen
        • Spannungsebene
        • Technologie: VSC / LCC
        • Filter auf AC / DC-Seite
        • maximale Übertragungsleistung / Verluste
    • betriebswirtschaftliche Aspekte bestimmen
      • Investionskosten-Vergleich durchführen
      • Betriebskosten-Vergleich durchführen
    • gesellschaftliche und politische Auswirkungen beurteilen
    • zukünftige Übertragungssysteme entwickeln
      • notwendige Eigenschaften definieren
      • mögliche Lösungswege entwerfen
      • Machbarkeit bewerten
  • Hochspannungsprüfungen planen
    • Prüfkriterien für Komponenten der Hochspannungstechnik ermitteln
    • Prüfungen mit verschiedenen Spannungsarten (DC, AC, Blitzstoß, Schaltstoß) auswählen
    • Hochspannungsprüfeinrichtungen und -prüfschaltungen dimensionieren
      • Prüftransformator
      • Greinacherkaskade
      • Stoßspannungsgenerator

Begleitmaterial

  • elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
  • elektronische Übungsaufgabensammlung
  • elektronische Tutorials für Selbststudium
    • Fragenkatalog
    • Fachartikel

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bK Übungsklausur (ca. 90 min)
bÜA Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Beitrag zum LV-Ergebnis
bK unbenotet
bÜA unbenotet

Intervall: 1/Jahr

Projekt

Lernziele

Handlungskompetenz demonstrieren
  • Projektaufgaben im Team bewältigen
    • Verteilung der Aufgaben im Team
    • Aufgaben zeitlich planen
    • Absprachen und Termine einhalten
  • Projektaufgabe lösen, z.B. Betriebsmittel nach Norm prüfen
    • Prüfanorderungen analysieren und geeignete Prüfmethoden auswählen
    • Versuchsaufbauten analysieren, modifizieren und verifizieren
    • Sicherheitsregeln in der Hochspannungstechnik anwenden
    • Messergebnisse aufnehmen und auswerten
    • theoretische und experimentelle Ergebnisse vergleichen
    • Abweichungen beurteilen und begründen
  • Projektergebnisse zusammenfassen
    • Projektbericht verfassen
    • Ergebnisse des Projektes in einem Kurzvortrag erklären

Begleitmaterial

  • elektronische Tutorials für Selbststudium
    • Projektaufgabe
    • Technische Unterlagen zu Prüfeinrichtungen

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bPA Projektaufgabe im Team lösen
sSB Projektbericht
sMB Kurz-Vortrag zu sSB

Beitrag zum LV-Ergebnis
bPA benotet 50%
sSB zu bPA
sMB zu bPA

Intervall: 1/Jahr

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