Stromstärke in Hochspannungsleitung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen,

ich möchte das magnetische Feld um eine Hochspannungsleitung berechnen.
Dazu benötige ich die Stromstärke pro Leiter.

Was ich weiss:
Spannung: 110kV
Leistung: 29kVA
sowie die Masthöhe, die aber zur berechnung erstmal uninteressant ist.

Ich bin mit den drei Phasen ein wenig überfordert.
Ich kann ja nicht einfach die 110kV / 29kVA = 3793A annehmen und durch 3 Leiter teilen…1260A pro Leiter?
Irgendwo muss doch noch die Wurzel3 rein…

Hat da jemand eine Ahnung?

Danke im Voraus!

#2

Es gibt da eine ganz einfache Vorstellung.
Du hast drei Einphasensysteme mit 110kV / SQR(3) — ca 65 kV je system. Dann kannst du den Strom ausrechnen und zum Schluss denkst du dir die drei Nullleiter weg und schon hast du das Drehstromsystem berechnet.
Gruß!

#3

Hi,
es ist schon 20 Jahr her, dass ich mir um sowas Gedanken gemacht habe, wenn’s also Unsinn ist - dürft ihr behalten.

ich denke mal, das die 110KV zwischen den Leitern anliegt, die Spannung eines einzelnen Leiters gegen null ist also ca. um 1/3 geringer.
Dann hast du ja die Scheinleistung, nicht die Wirkleistung.
Hier ein paar Formeln

Was den Strom angeht, in Drehstromnetzen ohne Nulleiter, schau dir mal hier die Verbraucher-Dreieckschaltung an, das müßte wahrscheinlich passen
http://www.lehrer.uni-karlsruhe.de/~za2446/Unterrichtsmaterial/drehstrom.pdf

Was ich auch noch gerade überlege, wenn sich in einem symetrisch belastetes Drehstromnetz die Spannungen (bzw. Ströme, je nach Netzart) durch die 120° Phasenverschiebung gegeneinander aufheben, dann dürfte das bei den erzeugten Magnetfeldern ebenfalls der Fall sein.
Man müßte also noch wissen, um welchen Faktor die Leitungen also asymetrisch belastet sind.

Grüße

Chris

#5

Danke erstmal für die schnellen Antworten.

Ich hab das jetzt mal so gerechnet:

Leitung: 29MVA
Spannung 110kV

Die Stromstärke pro Leiter = Leistung / (Wurzel3 * Spannnung) = 152A.

Klingt das plausibel?

#6

Hallo!
Irgendwie bist Du mit der Formel durcheinander gekommen.

Leistung = Spannung x Strom und nach Umstellung, Strom = Leistung durch Spannung.

Und was käme dann da raus ?

29 kVA : 110 kV = 0,26 A.

Ganz schön wenig nicht wahr ?

Die Formel für Drehstrom :
Scheinleistung = Spannung x Strom x Verkettungsfaktor 1,73 ( d.i. Wurzel aus 3)

Umgestellt nach Strom

Strom = Scheinleistung geteilt durch Spannung x 1,73

Und was käme da denn raus ?

0, 15 A

Was stimmt also an Deinen Ausgangsdaten nicht ?

Die Leistung mit 29 kVA ist viel zu gering. Das ist kaum mehr als ein elektrischer Durchlauferhitzer in Deinem Haushalt !
Und der käme ja mit 400 V aus, zöge dann je Phase ca. 42 A.

Nun frage Dich, wenn man statt 400 V stattliche 110.000 V hat, wie klein wäre der Strom.
Eben, er wäre 0,15 A.

MfG
duck313

#7

Ja. Das ist so richtig.

Schön, das Du wenigsten jetzt die richtige Leistung angegeben hast.

#8

Ich befürchte, die Asymetrie der Stromstärken ist (schon durch Umspannungseinrichtungen bedingt) eher vernachlassbar klein.

Die Feldstärke der 3 Phasen werden sich großenteils gegenseitig mindern (nicht komplett, weil nicht gemeinsam geschirmt). Jedoch unter dem Aspekt, dass sie im Quadrat zum Abstand abnimmt, wird hier eine deutlich größere Asymetrie zum Betrachter auftreten.

Dadurch wäre die Berechnung deutlich schwieriger, als gedacht, ganz davon abgesehen, dass man nicht die gerade verwendete Last (Leistung) weiß, sondern nur die maximal zulässige.

#9

hoppla… ich meinte natürlich MVA :slight_smile:

#10

Hallo,

Durch die gegenseitige Kompensation der Felder sollten noch um die 5% übrig bleiben.

MfG Peter(TOO)

#11

@Peter_TOO: Davon hab ich auch schon gehört…
Kannst du das näher erläutern?

Merci…

#12

Ich möchte mit dem „worst case“ rechnen… von daher ist es glaub schon ok mit der max. Leistung zu rechnen.

#13

Die Konfiguration des Mastes ist so:

      G
      |
 G---------L
   L-----L
      |
      |
      |
      |

Wobei ich G als Erde/Blitzableiter bezeichnen würde.
Das Linke G ist ein normaler Draht, der einfach am Mast angeschlossen ist.
Die Ls sind dann vermutlich die Phasen.

#14

Hallo,

Wenn wir die Sternschaltung nehmen, ist bekannt, dass sich bei gleichmässiger Belastung die Ströme, geometrisch zu Null addieren. Deshalb ist der Strom im N-Leiter in diesem Fall auch Null.
Das Magnetfeld verhält sich entsprechen zu den Strömen.

Bei der verwendeten Dreieckschaltung ist die Summe der Ströme aber immer Null, auch bei asymmetrischer Belastung, zumindest so lange wie keine Erdschlüsse bestehen.
Auch bei 1 Phasigen Betreib, die maximal mögliche Asymmetrie, sind Hin- und Rückstrom gleich gross und kompensieren sich also.

Das grösste Feld hast du bei einem Erdschluss.
Bei einem Erd- oder Kurzschluss der Leitung nehmen dann aber die Ströme recht lustige Formen an.
Allerdings baut dagegen das EVU dagegen Schutzschalter bei den Trafostationen ein. Auf Grund der Signalverzerrung kann man ersehen ob sich der Kurzschluss vor oder hinter der Messstelle befindet und entsprechend wird dann das Leitunssegment innerhalb einiger Halbwellen abgeschaltet.

Praktisch hast du aber schon einen unterschiedlichen Abstand zu den Drähten, Zu Null addiert sicg das Feld also nur, wenn der Abstand zwischen den Drähten << ist, als der Abstand in welchem gemessen wird.

Nun in der Praxis ist aber nicht alles so schön wie in der Theorie :frowning:
Daher die Faustformel mit den 5%

Du kannst dir das ganze ja mal ausrechnen, wenn du die Seilabstände und den Messabstand zu dieser Anordnung mit einbeziehst.

MfG Peter(TOO)

#15

Hallo,

Normalerweise hat man 2x3 Leiter und auf der Spitze das Erdseil/Blitzableiter.
Dann ist auch mechanisch alles schön symmetrisch.

Das „linke G“ hilft hier die Kräfte auf die Traverse zu kompensieren, z.B. bei Windlasten oder vereisten Seilen.

Zudem befinden sich in den Seilen auch oft noch Glasfasern zur Datenübertragung. Im „Linken G“ können also möglicherweise noch Internet-, Telefon- und TV-Kanäle befinden.

MfG Peter(TOO)