Lehrveranstaltungshandbuch Hochspannungsübertragungstechnik

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Verantwortlich: Prof. Dr. Christof Humpert

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ma ET2012 HSUT
  • Ma ET2007 HSPM

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

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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