Paul Denzel – författare

Die Energieform elektrische Energie gewinnt immer mehr an Be­ deutung. Aufgrund langjähriger Erfahrung rechnet man mit einer Ver­ dopplung des Bedarfs an elektrischer Energie in zehn Jahren. Roh­ energie wird heute in Kraftwerken mit Leistungen bis zu einigen 1000 MW in elektrische Energie umgewandelt, die einer Vielzahl von Verbrauchern mit zum Teil sehr kleinen Leistungen möglichst unter­ brechungslos zugeführt werden muß. So sind aus den ursprünglichen Einzelleitungen und eng begrenzten Ortsnetzen ganze Länder über­ spannende übertragungsleitungen und mehrfach überlagerte Ver­ teilernetze entstanden. Die Übertragung elektrischer Energie hat sich zu einem Hauptgebiet der Starkstromtechnik entwickelt. Voraussetzung für eine fruchtbare Tätigkeit auf diesem Gebiet ist die Beherrschung der Grundlagen der Übertragung elektrischer Energie. Da ein zusammenfassendes Lehrbuch hierüber seit Jahren fehlt, ist das vorliegende Buch aufgrund meiner langjährigen Tätigkeit in verschie­ denen Energie-Versorgungsunternehmen und meiner Vorlesungen über elektrische Anlagen an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen entstanden. Es handelt sich um ein ausgesprochenes Lehrbuch, dessen Stoff jedem Elektroingenieur und insbesondere den Studenten der Starkstromtechnik bekannt sein müßte. Es enthält den Stoff meiner Vor­ lesungen, die ich auf dem Gebiet der Energieübertragung für Studierende des sechsten bis achten Semesters halte. Aus den zu diesen Vorlesungen gehörenden übungen sind fast jedem Kapitel einige Aufgaben mit aus­ geführtem Rechengang zur Anwendung der Theorie auf praktische Bei­ spiele angefügt.

Die Energieform elektrische Energie gewinnt immer mehr an Be­ deutung. Aufgrund langjähriger Erfahrung rechnet man mit einer Ver­ dopplung des Bedarfs an elektrischer Energie in zehn Jahren. Roh­ energie wird heute in Kraftwerken mit Leistungen bis zu einigen 1000 MW in elektrische Energie umgewandelt, die einer Vielzahl von Verbrauchern mit zum Teil sehr kleinen Leistungen möglichst unter­ brechungslos zugeführt werden muß. So sind aus den ursprünglichen Einzelleitungen und eng begrenzten Ortsnetzen ganze Länder über­ spannende übertragungsleitungen und mehrfach überlagerte Ver­ teilernetze entstanden. Die Übertragung elektrischer Energie hat sich zu einem Hauptgebiet der Starkstromtechnik entwickelt. Voraussetzung für eine fruchtbare Tätigkeit auf diesem Gebiet ist die Beherrschung der Grundlagen der Übertragung elektrischer Energie. Da ein zusammenfassendes Lehrbuch hierüber seit Jahren fehlt, ist das vorliegende Buch aufgrund meiner langjährigen Tätigkeit in verschie­ denen Energie-Versorgungsunternehmen und meiner Vorlesungen über elektrische Anlagen an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen entstanden. Es handelt sich um ein ausgesprochenes Lehrbuch, dessen Stoff jedem Elektroingenieur und insbesondere den Studenten der Starkstromtechnik bekannt sein müßte. Es enthält den Stoff meiner Vor­ lesungen, die ich auf dem Gebiet der Energieübertragung für Studierende des sechsten bis achten Semesters halte. Aus den zu diesen Vorlesungen gehörenden übungen sind fast jedem Kapitel einige Aufgaben mit aus­ geführtem Rechengang zur Anwendung der Theorie auf praktische Bei­ spiele angefügt.

Die selektive Erfassung von Erdschlüssen in kompensierten Netzen wird heute nach zwei Verfahren durchgeführt, dem älteren Verfahren der Mes­ sung der Richtung der aus stationärer Nullspannung und stationärem Rest­ 2 1 wirkstrom gebildeten Wirkleistung ) und einem neue ren Verfahren ), das die Richtung der Umladungsenergie der bei einem Erdschluß stattfinden­ den Umladungen zur Ermittlung der schadhaften Leitung benutzt. Bei die­ sen Umladungen verschwindet die Ladung gegen Erde der kranken Phase und die Ladung der beiden gesunden steigt auf den )f3fachen Wert. Der Vor­ gang läuft in Form von abklingenden Schwingungen, deren Frequenzen zwi­ schen 70 und 100 Hz liegen, ab. In der vorliegenden Arbeit soll auf das klassische Verfahren der Null­ leistungsmessung in kompensierten Netzen eingegangen werden, das trotz seiner langen Erprobung und Bewährung im Betrieb noch eine Reihe von Nachteilen aufweist, die unter ungünstigen Umständen zu Fehlmessungen und damit zu Fehlanzeigen führen können. Diese Nachteile sind besonders in Freileitungsnetzen in erster Linie durch die Eigenschaften der Sum­ menstromschaltung bedingt, die die Verwendung möglichst gleichartiger Wandler sowie sehr empfindlicher Relais verlangt.

Die selektive Erfassung von Erdschlüssen in kompensierten Netzen wird heute nach zwei Verfahren durchgeführt, dem älteren Verfahren der Mes­ sung der Richtung der aus stationärer Nullspannung und stationärem Rest­ 2 1 wirkstrom gebildeten Wirkleistung ) und einem neue ren Verfahren ), das die Richtung der Umladungsenergie der bei einem Erdschluß stattfinden­ den Umladungen zur Ermittlung der schadhaften Leitung benutzt. Bei die­ sen Umladungen verschwindet die Ladung gegen Erde der kranken Phase und die Ladung der beiden gesunden steigt auf den )f3fachen Wert. Der Vor­ gang läuft in Form von abklingenden Schwingungen, deren Frequenzen zwi­ schen 70 und 100 Hz liegen, ab. In der vorliegenden Arbeit soll auf das klassische Verfahren der Null­ leistungsmessung in kompensierten Netzen eingegangen werden, das trotz seiner langen Erprobung und Bewährung im Betrieb noch eine Reihe von Nachteilen aufweist, die unter ungünstigen Umständen zu Fehlmessungen und damit zu Fehlanzeigen führen können. Diese Nachteile sind besonders in Freileitungsnetzen in erster Linie durch die Eigenschaften der Sum­ menstromschaltung bedingt, die die Verwendung möglichst gleichartiger Wandler sowie sehr empfindlicher Relais verlangt.

Die Textilindustrie steht wie andere Industriezweige vor der Aufgabe, durch ver­ stärkte Mechanisierung und Automatisierung den Produktionsprozeß von der Mitwirkung der knappen und teueren menschlichen Arbeitskraft zu entlasten. Die Tendenz, den Produktionsfaktor Arbeit durch Kapital zu ersetzen, bringt eine Verschiebung der Kostenanteile mit sich: Während die Personalkosten anteils­ mäßig gleichbleiben, steigen die Kosten für den gesamten Energiebedarf Kohle, Gas, Öl, elektrische Energie nicht nur absolut, sondern auch anteilsmäßig an. Sie betragen in manchen Betrieben der Textilindustrie schon etwa 50% der Personal­ kosten [1]. Betrachtet man die Beteiligung der einzelnen Energiearten an der Deckung des Gesamtbedarfs, so zeigt sich ein Strukturwandel. Noch immer steht die Kohle in der Bedarfsskala an erster Stelle, bedingt durch den hohen Wärme­ verbrauch in den Webereien und Färbereien, aber die Anteile des Öls und der elektrischen Energie am Energieverbrauch sind stark gestiegen (Tab. 1 - Abb. 1). Tab. 1 Energieverbraucb in der Textilindustrie in der Bundesrepublik Deutschland [2] Energieart 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 Kohle in 1000 t 2308 2325 2458 2509 2319 2111 2036 1965 1738 1638 Elektrische Energie 6 in 10 kWh 1886 2055 2218 2412 2536 2475 2611 2878 2946 2997 Heizöl in 1000 t - 32 53 77 93 131 184 276 373 488 6 3 Gas in 10 m 15 16 18 19 17 16 16 17 16 16 Umrechnungsfaktoren: 1 kg Heizöl = 1,429 kg Kohle = 1,429 SKE; 3 1 kWh = 0,55 SKE; 1 m Gas = 0,571 SKE

Die Textilindustrie steht wie andere Industriezweige vor der Aufgabe, durch ver­ stärkte Mechanisierung und Automatisierung den Produktionsprozeß von der Mitwirkung der knappen und teueren menschlichen Arbeitskraft zu entlasten. Die Tendenz, den Produktionsfaktor Arbeit durch Kapital zu ersetzen, bringt eine Verschiebung der Kostenanteile mit sich: Während die Personalkosten anteils­ mäßig gleichbleiben, steigen die Kosten für den gesamten Energiebedarf Kohle, Gas, Öl, elektrische Energie nicht nur absolut, sondern auch anteilsmäßig an. Sie betragen in manchen Betrieben der Textilindustrie schon etwa 50% der Personal­ kosten [1]. Betrachtet man die Beteiligung der einzelnen Energiearten an der Deckung des Gesamtbedarfs, so zeigt sich ein Strukturwandel. Noch immer steht die Kohle in der Bedarfsskala an erster Stelle, bedingt durch den hohen Wärme­ verbrauch in den Webereien und Färbereien, aber die Anteile des Öls und der elektrischen Energie am Energieverbrauch sind stark gestiegen (Tab. 1 - Abb. 1). Tab. 1 Energieverbraucb in der Textilindustrie in der Bundesrepublik Deutschland [2] Energieart 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 Kohle in 1000 t 2308 2325 2458 2509 2319 2111 2036 1965 1738 1638 Elektrische Energie 6 in 10 kWh 1886 2055 2218 2412 2536 2475 2611 2878 2946 2997 Heizöl in 1000 t - 32 53 77 93 131 184 276 373 488 6 3 Gas in 10 m 15 16 18 19 17 16 16 17 16 16 Umrechnungsfaktoren: 1 kg Heizöl = 1,429 kg Kohle = 1,429 SKE; 3 1 kWh = 0,55 SKE; 1 m Gas = 0,571 SKE