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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung warum nur Punkt zu Punkt ?


Autor: Karl (Gast)
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Hallo,

Im Wikipediapedia/Artikel über HGÜ-Leitungen habe ich gelesen das diese
Technik im wesentlichen für die Energieübertragung von Punkt zu Punkt
geeignet sind, also Abzweigungen, mehrere Einspeisungen und mehrere
Entnahmestellen schwierig sind.

Allerdings verstehe ich nicht warum, den Text im Wikipedia-Artikel
kann ich an dieser Stelle nicht nachvollziehen.

Wer kennt die Probleme und kann an dieser Stelle was dzu schreiben ?

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>also Abzweigungen, mehrere Einspeisungen und mehrere
>Entnahmestellen schwierig sind.

Ich könnte mir vorstellen, dass einfach die Einspeisung und Entnahme bei 
Gleichspannung recht aufwendig ist -- man kann ja nicht direkt 
Transformatoren benutzen.

Autor: Stefan (Gast)
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Afaik ist das Problem dass HGÜen Stromzwischenkreise haben. Die 
Einspeisestelle bestimmt die zu übertragende Energie und die Gegenstelle 
überträgt das, was an Strom/Energie ankommt. Eine Abzweigung ist also 
nicht möglich, man müsste die Empfangstationen "hintereinander 
schalten". Evtl eher mehrere gut gegeneinander geregelte parallele 
Einspeisungen könnte ich mir vorsstellen - macht bloß meistens keinen 
Sinn ^^

Ausserdem, weiter untem im Artikel steht es sogar: Man denkt über 
Spannungszwischenkreise nach, bei denen die Empfangstation die zu 
entnehmende Energiemenge bestimmt (im Gegensatz zu Stromzwischenkreisen) 
- und da sind abzweigungen viel problemloser möglich.

-- würde ich mir zumindest so aufn ersten Blick erklären.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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http://en.wikipedia.org/wiki/High-voltage_direct_current

In contrast to AC systems, realizing multiterminal systems is complex, 
as is expanding existing schemes to multiterminal systems. Controlling 
power flow in a multiterminal DC system requires good communication 
between all the terminals; power flow must be actively regulated by the 
control system instead of by the inherent properties of the transmission 
line.

Autor: Karl (Gast)
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Hello,

What makes power regulation in AC-networks easier as in DC-Networks.

What are "inherent properties of the transmission line" that exists in
AC-Networks but not in DC-Networks ?

Or, which parameter exists in AC-Network that makes the regulation of
power easier ?

If power-regulation is the problem, are multiple output terminals easier
to implement than multiple input terminals on the same line ?

Sorry, my knowledge in energy transmission is limited, but I want to
understand the limitations and constraints of this technology.

Answers in german or english are welcome.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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@Autor:  Karl (Gast)

Das Thema ist schon recht komplex. Warum die Leistungsanpassung bei DC 
schwieriger ist kann ich momentan nicht nachvollziehen.
Vielleicht findest Du in diesem Artikel etwas:

http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_power_transmission

Er enthält ja auch viele Links und Referenzen.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Ich tippe mal darauf das die verwendete Glättungsspule der Grund sein 
dürfte, damit die gut funktioniert muss ein bestimmter Strom 
durchfließen, das kriegt man nur schwer auf die Reihe wenn mehrere 
Verbraucher dranhängen.
Nennt man wohl Stromzwischenkreis.

Ausserdem rechnen sich diese Stationen erst bei langen 
Übertragungswegen, wäre doch Unsinn dazwischen einen Abzweig 
reinzubauen.

Autor: JetztAber (Gast)
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Die Leistungsregelung auf einem AC Netz geht nicht nur ueber die 
Spannung, es geht auch ueber die Phase. Bei Gleichspannung faellt die 
Phase weg. Ich geh mal davon aus, auch bei einer HGUe ist ein Ethernet 
auf Glasfaser parallel, so wird die Regelung gemacht. Das Energievolumen 
der Leitung selbst geht gegen Null, was geschieht, wenn der Bedarf von 
einer millisekunde auf die andere um 10% ansteigt (absackt) ? Die 
instantane Spannung sackt ab(geht hoch), bis das Werk reagiert sind im 
Idealfall bei 1000km Leitung 2 x 3ms durch, und das nur falls dort 
beliebig viele Elkos stehen die den Saft bringen. Ist die Leitung 
induktiv ?
Wie auch immer. Falls die Spannung auf der Empfaengerseite um mehr als 
10% aendert, kann man mit Reaktionen rechnen. Bei Unterspannung kann es 
sein, dass gewisse Lasten unterbrechen, andere, zB Schaltnetzteile 
kompensieren Unterspannung mit erhoehter Stromaufnahme. Ohmsche 
Verbraucher ziehen bei Unterspannung weniger Strom. Gluehlampen zB 
ziehen bei Ueberspannung ueberproportional mehr bei verkuerzter 
Lebensdauer. Dh die Last verhaelt sich also schwer vorhersagbar 
nichtlinear.

Wollt nur ein paar Ideen liefern.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Gluehlampen zB
>ziehen bei Ueberspannung ueberproportional mehr

Na, na, na.

Gut, war mein Fehler -- hatte mich durch die Großbuchstaben zum Lesen 
verleiten lassen, trotz des fehlenden Real-Namens.

Soll nicht wieder vorkommen.

Autor: JetztAber (Gast)
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>Gluehlampen zB ziehen bei Ueberspannung ueberproportional mehr

Stimmt. Bei Unterspannung ziehen sie mehr. Sorry. Trotzdem ist die Last 
nichtlinear.
Ist ein Real-Name denn ein Garant fuer irgendwas ?

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Ist ein Real-Name denn ein Garant fuer irgendwas ?

Nein!

Aber immerhin gibt es hier ein gutes Dutzend namentlich bekannter Leute, 
deren Postings man meist lesen kann, ohne sich die Osterstimmung zu 
verderben.

Autor: JetztAber (Gast)
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Aha. ok. Ich geb mir zwar Muehe, kann aber leider nicht mit einem Namen 
dienen. Als Angestellter kan ich mit nicht leisten, dass sich mein 
Arbeitgeber, resp jemand, der an meinem Stuhl saegt, die Frage stellt 
woher ich soviel Zeit habe.
Nichtsdestotrotz ist die Regulierung einer HGUe eine interessante 
Fragestellung. Da muesste man mal eine Simulation laufen lassen. Und 
dabei die DC Uebertragung einer AC Uebertragung gegenueberstellen was 
das Regelungsverhalten betrifft.

Autor: Franz (Gast)
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Um mal auf das eigentl. Thema und die Frage zurück zu kommen, dort 
werden wohl weniger enorme Leistungen für ein Energieverbundsystem 
übertragen als doch wohl eher für Ausnahmefälle oder Sonderlösungen, bei 
denen der viel einfachere Wechselstrom prinzipbedingt ausgeschlossen ist 
(kapazitve Leitungen). So sind bei wiki z.B. Tiefseekabel angeführt 
wurden, bei denen die Zwischenverstärker und Regeneratoren gespeist 
werden wollen / müssen. Es gibt da vergl.ws. noch ettl. ähnl. Bsp. aus 
der parallelen Speisung von Informationsübertragungsstrecken (PCM30 
z.B.) welche jedoch nicht so lang ausfallen u. demzufolge keine so hohen 
U benötigen. Die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen garantieren eine 
Leistungsanpassung der Quelle über das Medium bis zur Last, welches bei 
einem Verbundnetz erstens sinnlos wäre, da dort mit effektiverer 
Wechsel-U-Technik gearbeitet wird. Und über die 
Punkt-zu-Punkt-Verbindung werden auch noch an Hand der Lastströme 
(Energieabnahme) die Signalisierung für den korrekten Betrieb des 
Systems erreicht (Zustandsüberwachung). Auch wird diese Technik als 
Lösung für derartige Fälle nur angwendet, da prinzipbedingt ein höherer 
Aufwand nötig ist und in einer zu versorgenden Übertragungsstrecke bis 
zum nächsten Netzknoten keine Abzweige bestehen, also dann eine 
P-t-P-Connection besteht. Das gleiche oder ähnliche Prinzip besteht bei 
den Uk0 Schnittstellen des ISDN-Anschlusses im TK-Bereich von der 
Vermittlungsstelle (VST) der dortigen Systemtechnik über das gesamte 
Leitungsnetz bis zum NTBA, jedoch sind da max. 94V- zu übertragen und 
wenn diese Strecke mit überhöhter Last (z.B. durch ein analoges Telefon 
falsch angeschl.) also Überstrom betrieben wird, geht der betreffende 
Port in der VST auf Störung bis zur nächsten zeitl. begrenzten 
Streckenprüfung durch Aufschaltung der Speisespannung.
Im Prinzip verhällt es sich mit allen Systemen gleich oder doch 
zumindest ähnlich.

Autor: JetztAber (Gast)
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Eine HGUe mit ISDN vergleichen zu wollen kommt kaum hin. Das Problem bei 
der HGUe ist die Regelung der Leistung. Die Messwerte an der Last 
brauchen 3ms bis sie die 100km zurueckgelegt haben, und auch wenn sich 
die Quelle instantan aendert, propagiert die Aenderung wieder 3ms bis 
zur Last. Nun waere das Problem geloest wenn man die Leistung mal 6ms in 
einem Puffer bei der Last zwischenspeichern koennte. Wird man aber nicht 
koennen. Und trotzdem hat die Last keine zeitlich vorhersagbare 
Charakteristik, noch ein planbares Verhalten was Spannungsaenderungen 
betrifft.
Falls man das in den Griff bekommt, sollten auch Y und X Konfigurationen 
beherschbar sein.

Autor: wuif (Gast)
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> What are "inherent properties of the transmission line" that exists in
> AC-Networks but not in DC-Networks ?

Bei Leitungslängen ungefähr gleich oder größer als die Wellenlänge lamda
können bei Fehlanpassung der Leitung Reflexionen auftreten. Ich denke 
aus
der HF ist das ja hinlänglich bekannt. Das kann auch bei 50 Hz 
passieren,
wenn der Übertragungsweg zu lange ist (glaub ich habe mal gelesen lamda 
sei ca. 4000 km). Passierteben wegen Induktivitäts -bzw. Kapazitätsbelag 
der Leitungen.

> Or, which parameter exists in AC-Network that makes the regulation of
> power easier ?

Naja, die Erfahrung, die man in den mehr als hundert Jahren gesammelt 
hat.
Diese Erfahrung existiert einfach nicht in dem Maße für HGÜs, da die 
erforderlichen Leistungs(-halbleiter)schalter noch nicht lange bzw. 
immer
noch nicht in einem notwendigen Preis- Leistungsverhältnis vorhanden 
sind.
Die Kosten für die Stromrichterschaltungen sind der Grund für die nicht 
-
Existenz von HGÜs; sprich: HGÜs werden nur dort eingesetzt wo sie die 
höheren Kosten für die Stromrichter kompensieren können. Also bei langen 
Übertragungswegen bzw. (in der Vergangenheit) bei Kurzkupplungen 
zwischen den Netzen im Westen bzw. Osten, da diese Netze nicht 
synchronisiert waren.

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