Modelluntersuchungen betreffend die Stabilität - Institut für ...

Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Ziele der Arbeit ........................................................................................ 3
2 Grundlagen........................................................................................................................ 4
2.1 Grundlagen der Übertragung elektrischer Energie.............................................. 4
2.1.1 Allgemeines........................................................................................................ 4
2.1.2 Technische Struktur von Elektrizitätsversorgungssystemen.............................. 4
2.1.3 Netzstrukturen und Spannungsebenen ............................................................... 4
2.1.4 Komponenten der Energieübertragung .............................................................. 5
2.1.4.1 Die Freileitung................................................................................................ 5
2.1.4.1.1 Allgemeines.............................................................................................. 5
2.1.4.1.2 Grundsätzlicher Aufbau einer Freileitung................................................ 6
2.1.4.1.3 Seile.......................................................................................................... 7
2.1.4.1.4 Ersatzschaltung und Kennwerte von Drehstromfreileitungen ................. 7
2.1.5 Betriebsbereiche von Synchrongeneratoren..................................................... 11
2.2 Stabilität der elektrischen Energieübertagung.................................................... 14
2.2.1 Allgemeines...................................................................................................... 14
2.2.2 Erläuterung des Stabilitätsproblems................................................................. 14
2.2.3 Grenze der Energieübertragung ....................................................................... 15
2.2.4 Die statische Stabilität...................................................................................... 18
2.2.4.1 Die künstlich statische Stabilität .................................................................. 22
2.2.4.1.1 Allgemeines............................................................................................ 22
2.2.4.1.2 Einsatz des Spannungsreglers zur Verbesserung der statischen Stabilität
................................................................................................................ 22
2.2.4.1.3 Das Problem der Polrad- und Wirkleistungspendelungen ..................... 25
2.2.4.1.4 Polradwinkelbewegung eines Synchrongenerators bei unterschiedlichen
Zustandsänderungen (schematisch)........................................................ 26
2.2.4.1.5 Verlust der Stabilität............................................................................... 27
2.2.5 Dynamische Stabilität ...................................................................................... 28
2.2.5.1 Beurteilung der dynamischen Stabilität - Der Flächensatz .......................... 30
2.3 Systeme zur Verbesserung der Stabilität............................................................. 32
2.3.1 Die Serienkompensation mit Fix-Kondensator................................................ 32
2.3.2 Thyristor gesteuerter Reihenkondensator......................................................... 34
2.3.2.1 Allgemeines.................................................................................................. 34
2.3.2.2 Aufbau eines TCSC...................................................................................... 38
2.3.2.3 Wirkungsweise eines TCSC......................................................................... 39
2.3.2.4 TCSC - Regelschema zur Bekämpfung von Leistungspendelungen und
untersynchronen Resonanzen (SSR) ............................................................ 47
3 Das Labormodell ............................................................................................................. 49
3.1 Allgemeines ............................................................................................................. 49
3.1.1 Das Antriebssystem (Turbinenmodell) ............................................................ 51
3.1.2 Der Synchrongenerator .................................................................................... 51
3.1.3 Das Freileitungsmodell .................................................................................... 52
3.1.4 Der Blocktransformator.................................................................................... 53
3.1.5 Das starre Netz ................................................................................................. 54
Diplomarbeit
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