Table Of ContentElektrische Energieversorgung 1
Valentin Crastan
Elektrische
Energieversorgung 1
Netzelemente, Modellierung, stationäres
Verhalten, Bemessung, Schalt- und
Schutztechnik
4., bearbeiteteAuflage
ValentinCrastan
Evilard
Schweiz
ISBN978-3-662-45984-3 ISBN978-3-662-45985-0(eBook)
DOI10.1007/978-3-662-45985-0
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Vorwort zur 4. Auflage
AktualisierungensindvorallemimKap.1undimAnhangvorgenommenworden.
Die übrigen Kapitel weisen nur kleinereÄnderungen bzw.Anpassungen und Kor-
rekturen auf. Wieder bedanke ich mich bei Herrn Rudolf Haldi für dieAnpassung
desAbschn.14.7andieNormen.
Evilard V.Crastan
imApril2015
V
Vorwort zur 3. Auflage
EinigeÄnderungensindvorallemimKap.1undimAnhangsowieanverschiedenen
StellenzurbesserenKoordinationmitBd.2vorgenommenworden,dasneuerdings
imRahmender3.AuflageinzweiBd.2und3aufgespaltenwurde.Wiederbedanke
ichmichbeiHerrnRudolfHaldifürdieneuerlicheAnpassungdesAbschn.14.7an
dieNormen.
Evilard V.Crastan
imMärz2011
VII
Vorwort zur 2. Auflage
DieguteAufnahmedesindenJahren2000(Bd.1)und2004(Bd.2)erschienenen
zweibändigen Werkes hat mich darin bestärkt, für die zweite Auflage des ersten
BandesdessenGrundstruktur,diesichalszweckmässigerwiesenhat,zubelassen.
Aktualisiert wurden jene Abschnitte, die von der energiewirtschaftlichen Evo-
lution betroffen oder dem technologischen Fortschritt stärker unterworfen sind.
Ebenso wurden dort Anpassungen vorgenommen, wo die Normen, insbesondere
dieSchweizerNormen,sichdemeuropäischenUmfeldangeglichenhaben.
FernerbieteteinezweiteAuflagedieMöglichkeit, dieDarstellungimDetailzu
verbessernsowieFehlerundUngenauigkeitenauszumerzen.
Den FirmenABB,Areva undAlstom sei für die zur Verfügung gestellten Un-
terlagen gedankt, ebenso dem Springer-Verlag für die angenehme und effiziente
Zusammenarbeit. Meinem ehemaligenAssistenten Rudolf Haldi verdanke ich die
AnpassungdesAbschn.14.7andieneuenNormen.
Biel V.Crastan
imOktober2006
IX
Vorwort zur 1. Auflage
DiesesBuchistausVorlesungenüberHochspannungstechnik, Energieübertragung
undVerteilung, sowieEnergietechnikundEnergiewirtschaftentstanden, dieichan
der ElektrotechnischenAbteilung der Hochschule fürTechnik undArchitektur Bi-
el (Berner Fachhochschule) gehalten habe. Es befasst sich mit dem Aufbau des
elektrischen Energieübertragungs- und -verteilungsnetzes sowie mit der Modellie-
rung,demVerhaltenundderBerechnungderAnlageteileunddesGesamznetzes.In
einemnachfolgendenBandwerdendieEnergieumwandlung,insbesonderedieKraft-
werktechnik, und die energiewirtschaftlichen Aspekte behandelt, ferner werden
DynamikundStabilitätsowiebetrieblicheundPlanungsproblemevertieft.
Die Liberalisierung im Bereich der elektrischen Energieversorgung und die da-
mit verbundeneVerschärfung der Konkurrenz werden die Unternehmen zwingen,
dieAnlagen bis an ihre Grenzen zu nutzen. Es erschien mir gerade deshalb umso
wichtiger, das technische und energiewirtschaftliche Grundwissen dieses Gebiets
zu aktualisieren und in vertiefter Form darzustellen. Stark gewichtet wurden die
Grundlagen,datechnologischesWissenerfahrungsgemässrelativschnellveraltet.
Elektrische Energieversorgungsnetze stellen komplexe technische Systeme dar,
derenVerhalten durch Simulationen zuverlässig vorausgesagt werden kann. Diese
sind heute (und in Zukunft noch mehr) dank der Fortschritte in der Computer-
technik in nützlicher Frist möglich. Besonderen Wert habe ich deshalb auf eine
strenge Modellierung auch der Dynamik der Anlageteile gelegt, wobei die Mo-
dellparameter im Hinblick auf die für die Praxis wichtige Identifikation jeweils
physikalisch-messtechnisch gut begründet wurden. Ich bin überzeugt, damit nicht
nurdemStudierendenundAutodidakteneinLerninstrument, sondernauchdemin
derPraxisstehendenIngenieureinnützlichesWerkzeugindieHandzugeben.
Die Darstellung der Theorie wird von zahlreichen der Veranschaulichung die-
nenden,aberauchausderPraxisentnommenenBeispielen,begleitet.Entsprechend
den didaktischen Erfahrungen ist es sicher nützlich, von den üblichen Idealisie-
rungen, welchedasphysikalischanschaulicheVerständnisfördern, auszugehen, für
diepraktischeBrauchbarkeitdannaberauchnotwendig,progressivdieStrengeder
Darstellung und die mathematischen Anforderungen zu erhöhen. Angesichts der
Vielfalt der Materie weisen nicht alle Kapitel denselben Schwierigkeitsgrad auf.
Schwierigere Abschnitte können durchaus übersprungen werden, ohne dass das
XI
XII Vorwortzur1.Auflage
Verständnis nachfolgenderTeile beeinträchtigt wird. Ein linearerAufbau ist ange-
sichtsderKomplexitätderMaterieohnehinkaummöglich.EinGesamtverständnis
kann nur mosaikartig entstehen, und die vielen Querverweise helfen hier weiter.
ElementareelektrotechnischeundmathematischeGrundkenntnisse(einschliesslich
Laplace-Transformation)werdenvorausgesetztoderz.T.ineinführendenKapiteln
zusammengefasst.
DenzahlreichenGesprächspartnernmöchteichfürihreAnregungen,Bemerkun-
gen oder Daten danken. Ebenso den Firmen, die mir Unterlagen zur Verfügung
gestellt haben. Für die Durchsicht von Manuskriptteilen oder besonders nützliche
Hinweise bin ich den Herren Dr. D. Reichelt der NOK, Baden, Dr. J. Bertsch,A.
Kara, H. Haldenmann und Dr I. M. Canay derABB Schweiz sowie Prof. em. W.
Zaengl,ETHZürich,zuDankverpflichtet.MeinemlangjährigenAssistentenR.Hal-
dimöchteichfürdieVerfassungdesAbschn. 14.7danken. Ebensobinichmeiner
FraufürdiesorgfältigeDurchsichtdesManuskriptesdankbar.DemSpringer-Verlag
seifürdiestetsangenehmeZusammenarbeitgedankt.
Biel V.Crastan
imMai1999
Inhalt
TeilI Einführung, UCTE,ENTSO-E,elektrotechnischeGrundlagen,
Hochspannungstechnik
1 Einführung,UCTE,ENTSO-E ................................. 3
1.1 GrundaufbauderelektrischenEnergieversorgung.............. 4
1.2 Organisation der Elektrizitätswirtschaft in einigen Ländern
Europas(Rückblick)...................................... 6
1.3 Elektrizitätsproduktionund-austauschinEuropa .............. 7
1.3.1 UCPTE(1951–1999) .............................. 8
1.3.2 UCTE(ab1999) .................................. 9
1.3.3 EnergieproduktionundEnergieaustausch.............. 10
1.4 VerbandeuropäischerÜbertragungsnetzbetreiberENTSO-E..... 10
2 ElektrotechnischeGrundlagen.................................. 17
2.1 Drehstrom,Drehstromleistung.............................. 17
2.1.1 WechselstromversusGleichstrom.................... 17
2.1.2 Drehstrom........................................ 18
2.1.3 DrehstromversusEinphasenwechselstrom............. 19
2.1.4 Scheinleistung, Wirkleistung, Blindleistung im
Drehstromkreis ................................... 19
2.1.5 MomentanePhasenleistung ......................... 20
2.1.6 MomentaneDrehstromleistung ...................... 22
2.2 Nenngrössen,p.u.Systeme ................................ 23
2.3 SymmetrischeDreiphasensysteme .......................... 26
2.3.1 Ersatzschaltbild ................................... 26
2.3.2 Zweitore ......................................... 28
2.3.3 BerechnungvonSpannungsabfallundVerlusten ........ 29
2.4 ZeigerundKomponentenfürDrehstrom ..................... 31
2.4.1 ZeigerimEinphasenkreis........................... 31
2.4.2 DarstellungdynamischerVorgänge................... 32
2.4.3 RaumzeigerdarstellungdesDreiphasensystems......... 33
XIII
