Elektrische Energiesysteme
Bachelorstudiengang Energie- und Automatisierungstechnik
4. Semester
| Modul Elektrische Energiesysteme | |
|---|---|
| Zugeordnete Lehrveranstaltung | Vorlesung Elektrische Energieversorgung Vorlesung Hochspannungstechnik |
| Semester | 4. Semester |
| Modulverantwortlicher | Prof. Dr. Günter Langhammer |
| Dozenten | Prof. Dr. Günter Langhammer |
| Sprache | Deutsch |
| Lehrform, SWS und Gruppengröße | Vorlesung Elektrische Energieversorgung, 4 SWS Vorlesung Hochspannungstechnik, 2 SWS |
| Modus | Pflichtmodul |
| Turnus | Wintersemester und Sommersemester |
| Stud. Arbeitsaufwand | Präsenzstudium: 90 h Eigenstudium: 90 h |
| Credits | 6 CP |
| Voraussetzungen | Kenntnisse der Grundlagen der Elektrotechnik und Mathematik |
| Lernziele/ Kompetenzen | Allgemein: Grundlegende Kenntnisse des Aufbaus und der Berechnung von elektrischen Energieversorgungssystemen und dazu erforderliche hochspannungstechnische Grundkenntnisse. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Es werden die grundlegenden Technologien der Komponenten zur Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie nebst den zugehörigen Schutzmaßnahmen behandelt. Die Simulation kompletter Energieversorgungssysteme erfolgt im Modul „Elektrische Netze“. Ergänzend werden Grundkenntnisse der Hochspannungstechnik vermittelt, die ein grundlegendes Verständnis der physikalischen Vorgänge in Isolierstoffen ermöglichen und die Basis zur Konstruktion hochspannungstechnischer Geräte bilden. Ferner stellen sie die Voraussetzung zur Durchführung des Hochspannungspraktikums dar. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen: Fachliche Kompetenz: (siehe Inhalt) Methodische Kompetenz: Problembezogene Anwendung von Näherungen für vereinfachte Berechnungsverfahren ohne Rechner-unterstützung zur Berechnung von Strom- und Spannungsverteilungen. Basisverfahren für die digitale Berechnung von Netzen. Fachübergreifende Kompetenzen: Die Berechnung von Netzen und ihr Schutz setzen die Kenntnis der Netzkomponenten voraus. Daraus ergeben sich fachübergreifende Kompetenzanforderungen zu Kenntnissen aus dem Gebiet der elektrischen Maschinen (Transformatoren, Generatoren etc.), den Grundlagen der Elektrotechnik, der Physik (Schaltgeräte), der Mechanik etc. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie sowie die Anwendung der dabei erforder-lichen hochspannungstechnischen Kenntnisse und grundlegenden Beanspruchungs- und Konstruktionszusammenhänge von Hochspannungsgeräten und -anlagen gehören zu den Kernkompetenzen eines Ingenieurs der Energietechnik. |
| Inhalt | Vorlesung: Elektrische Energieversorgung • Grundbegriffe der Energiewirtschaft; Energieverbrauch; Belastungsdiagramme; Energiekosten • Kraftwerkseinsatz; Energieträger in der öffentlichen Versorgung • Kraftwerke (thermische Kraftwerke, Wasserkraftwerke, Primär- und Sekundärregelung, Windkraftanlagen, Photovoltaik) • mathematische Grundlagen der Netzberechnung (symmetrische Komponenten) • Leitungen und Kabel (Bauformen, Leitungsimpedanzen, Ersatzschaltbild, stationärer Betrieb) • Aufbau von elektrischen Energieversorgungsnetzen • Grundlegende Verfahren zur Netzberechnung • Grundbegriffe der Kurzschlussstromberechnung • Schaltgeräte • Aufbau von Schaltanlagen Vorlesung: Hochspannungstechnik • Überspannungen in Energieversorgungsnetzen; • Spannungsbeanspruchungen von Betriebsmitteln; • analytische und numerische Berechnung elektrostatischer Felder; • Felder in Mehrstoffdielektrika; • Gasförmige, flüssige und feste Isolierstoffe im elektrischen Feld (Leitfähigkeit, Polarisation, Durchschlagsmechanismen, Gasent- ladungsvorgänge, Teilentladungen); • Grundzüge der Hochspannungsprüftechnik • Wanderwellenvorgänge. |
| Studien- und Prüfungsleistungen | Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in schriftlichen Klausuren bewertet. Elektrische Energieversorgung: Dauer 90 min. Hochspannungstechnik: Dauer 60 min. |
| Medienformen | • Tafelanschrieb • Skript • Folien • Übungsaufgaben • Exponate • Laborversuche |
| Literatur | Vorlesung: “Elektrische Energieversorgung” - D. Oeding; B.R. Oswald: Elektrische Kraftwerke und Netze 6. Aufl., Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2004 - G. Hosemann; W. Boeck: Grundlagen der elektrischen Energietechnik 2. Aufl., Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1983 - W. Courtin: Elektrische Energietechnik, Vieweg Verlag 1999 - K. Heuck; K.-D. Dettmann: Elektrische Energieversorgung 4. Aufl., Vieweg Verlag 1999 - W. Knies; K. Schierack: Elektrische Anlagentechnik Carl Hanser Verlag München Wien 1991 - G. Kiefer: VDE 0100 und die Praxis 9. Aufl., VDE Verlag 1999 - R. Flosdorff; G. Hilgarth: Elektrische Energieverteilung 6. Aufl., Teubner Verlag 1992 Vorlesung: „Hochspannungstechnik“ - M. Beyer; W. Boeck; K. Möller; W. Zaengl Hochspannungstechnik Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1986 - A.J. Schwab Hochspannungsmeßtechnik Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1981; 2. Aufl. - D. Kind; K. Feser Hochspannungs-Versuchstechnik Vieweg-Verlag ; 5. Auflage 1995 - Rüdenberg: Elektrische Schaltvorgänge Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/New York 1974 |