Hallo alle zusammen=)
Da bin ich wieder mit einer interessanten Physikfrage, die ich leider nicht zu beantworten weiß.
Diese wäre: Wie erzeugt man hohe Spannungen(wie z.B.die 380 KV auf den Leitungen)?
Entweder es ist ganz simpel und ich komme einfach nicht drauf oder es ist ein komplizierter Vorgang (ich gehe von dem letzten aus, bzw. hoffe mal das es das letztere ist 
Schonmal vielen Dank im voraus!
Hallo,
Diese wäre: Wie erzeugt man hohe Spannungen(wie z.B.die 380 KV
auf den Leitungen)?
Gar nicht so schwer: Mit einem Transformater:
http://de.wikipedia.org/wiki/Transformator
Interessanter ist es, wie man wirklich hohe Spannungen erzeugt. Da gibt es dann den Tesla-Traffo
Grüße,
Moritz
Hi,
zusätzlich zu den Infos, die du von Moritz hast:
380kV ist in Europa die höchste Spannung in der elektrischen Energieversorgung/-übertragung. Da geht aber mehr: Die Russen hatten zu Zeiten der UDSSR mindestens eine 750kV-Leitung in Betrieb - Ende in Ungarn, die zu gehörige Schaltstation hab’ ich mir schon mal angeschaut.
Insbesondere an Engstellen (Bsp: Bosporus http://de.wikipedia.org/wiki/Bosporus#Freileitungskr… ) sowie bei langen Übertragungswegen (USA, Russland) geht man heute teilweise mit der Spannung ebenfalls in den hohen 3stelligen kV-Bereich.
Und in den Jahren 1980 - 1990 hat man in den UDSSR bei http://www.vei.ru an einer 1,8MV-Übertragungsleitung mit allem Zubehör gebastelt. Die Entwicklung wurde dann mangels weiterer Finanzierung eingestellt.
In Laboren nutzt man heute neben den normalen Transformatoren auch Hochspannungskaskaden http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungskaskade mit der Greinacher-Schaltung http://de.wikipedia.org/wiki/Greinacher-Schaltung zur Erzeugung von Gleichspannung für Blitz- und Schaltstoßprüfungen.
In den Anfangen der Elektrotechnik hat man mit Bandgeneratoren http://de.wikipedia.org/wiki/Bandgenerator hohe Spannungen erzeugt. Ich kann mich an ein Bild mit der Unterschrift 60MV erinnern … Letztendlich war man dann durch die Baugröße und den damit festgelegten Isolierabstand begrenzt. Mit deutlich größeren Anlagen kann man prinzipiell noch höhere Spannungen erzeugen.
Bandgeneratoren, Tesla-Transformatoren und Hochspannungskaskaden haben einen Nachteil: die hohe Spannung steht nicht für eine dauerhafte Belastung (Energieübertragung) zur Verfügung, sondern immer nur für relativ kuze Entladungspulse.
Gruß
peherr
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Hallo,
zusätzlich zu den Infos, die du von Moritz hast:
380kV ist in Europa die höchste Spannung in der elektrischen
Energieversorgung/-übertragung. Da geht aber mehr: Die Russen
hatten zu Zeiten der UDSSR mindestens eine 750kV-Leitung in
Betrieb - Ende in Ungarn, die zu gehörige Schaltstation hab’
ich mir schon mal angeschaut.
Insbesondere an Engstellen (Bsp: Bosporus
http://de.wikipedia.org/wiki/Bosporus#Freileitungskr… )
sowie bei langen Übertragungswegen (USA, Russland) geht man
heute teilweise mit der Spannung ebenfalls in den hohen
3stelligen kV-Bereich.
Und in den Jahren 1980 - 1990 hat man in den UDSSR bei
http://www.vei.ru an einer 1,8MV-Übertragungsleitung mit allem
Zubehör gebastelt. Die Entwicklung wurde dann mangels weiterer
Finanzierung eingestellt.
Dazu sollte man noch sagen, dass Spannungen im MV-Bereich üblicherweise mit Gleichstrom (HGÜ) übertragen werden, da bei Wechselstrom sonst die Blindleistung und die Koronaverluste zu hoch werden. Außerdem gibt es bei Strecken über mehrere 1000 km Probleme mit der Wellenlänge der „50-Hz-Wellen“.
Das ist zwar sehr aufwändig, weil die Spannung am Anfang der Leitung gleichgerichtet und am Ende wieder wechselgerichtet werden muß, aber bei großen Entfernungen lohnt sich das.
In Laboren nutzt man heute neben den normalen Transformatoren
auch Hochspannungskaskaden
http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungskaskade mit der
Greinacher-Schaltung
http://de.wikipedia.org/wiki/Greinacher-Schaltung zur
Erzeugung von Gleichspannung für Blitz- und
Schaltstoßprüfungen.
Natürlich gehört auch der Marx-Generator in diese Liste.
Bandgeneratoren, Tesla-Transformatoren und
Hochspannungskaskaden haben einen Nachteil: die hohe Spannung
steht nicht für eine dauerhafte Belastung (Energieübertragung)
zur Verfügung, sondern immer nur für relativ kuze
Entladungspulse.
Kaskadenschaltungen sind durchaus in der Lage, auch größere Leistungen dauerhaft zu übertragen.
Jörg
Hallo Jörg,
Und in den Jahren 1980 - 1990 hat man in den UDSSR bei
http://www.vei.ru an einer 1,8MV-Übertragungsleitung mit allem
Zubehör gebastelt. Die Entwicklung wurde dann mangels weiterer
Finanzierung eingestellt.Dazu sollte man noch sagen, dass Spannungen im MV-Bereich
üblicherweise mit Gleichstrom (HGÜ) übertragen werden, da bei
Wechselstrom sonst die Blindleistung und die Koronaverluste zu
hoch werden. Außerdem gibt es bei Strecken über mehrere 1000
km Probleme mit der Wellenlänge der „50-Hz-Wellen“.
Das ist zwar sehr aufwändig, weil die Spannung am Anfang der
Leitung gleichgerichtet und am Ende wieder wechselgerichtet
werden muß, aber bei großen Entfernungen lohnt sich das.
Bei HGÜ finde ich in der Wikipedia keine Leitung >1MV - jedenfalls nicht mit Leiter-Erde-Spannung.
In Sachen Blindleistung stimme ich zu; die Korona-Verluste sind aber meines Wissens rein spannungsabhängig - da ist’s egal, ob 50Hz oder DC.
Auch dem Problem mit den Wellenlängen stimme ich zu, das hat die Russen aber anscheinend nicht interessiert, als sie ihre 1,8MV Drehstrom-Komponenten entwickelt haben. Lag vielleicht auch daran, dass die bis dahin verfügbaren Gleich-/ Wechselrichter nicht leistungsfähig genug waren …
Hmm, in unseren Vorlesungsunterlagen wurden für Deutschland ca. 600km angegeben, wo Drehstrom und HGÜ etwa gleiche Kosten bei Bau und Betrieb besitzen. In Ländern mit deutlich geringeren Planungs- und Baukosten kann Drehstrom noch für längere Strecken rentabel sein. Und je besser die Halbleiter werden, desto kürzer wird die Strecke.
In Laboren nutzt man heute neben den normalen Transformatoren
auch Hochspannungskaskaden
http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungskaskade mit der
Greinacher-Schaltung
http://de.wikipedia.org/wiki/Greinacher-Schaltung zur
Erzeugung von Gleichspannung für Blitz- und
Schaltstoßprüfungen.Natürlich gehört auch der Marx-Generator in diese Liste.
Lalala - ich steh’ ja schon in der Ecke und schäme mich! Hab’ ja so einem Ding (3-stufig, Ladespannung 300kV) selbst schon mal benutzt.
Bandgeneratoren, Tesla-Transformatoren und
Hochspannungskaskaden haben einen Nachteil: die hohe Spannung
steht nicht für eine dauerhafte Belastung (Energieübertragung)
zur Verfügung, sondern immer nur für relativ kuze
Entladungspulse.Kaskadenschaltungen sind durchaus in der Lage, auch größere
Leistungen dauerhaft zu übertragen.
Hast du da ein Beispiel? Ich kenn’ die nur für Prüfzwecke im Labor.
Gruß
peherr
Hallo,
Bei HGÜ finde ich in der Wikipedia keine Leitung >1MV -
jedenfalls nicht mit Leiter-Erde-Spannung.
In Sachen Blindleistung stimme ich zu; die Korona-Verluste
sind aber meines Wissens rein spannungsabhängig - da ist’s
egal, ob 50Hz oder DC.
Prinzipiell nehmen die Koronaverluste mit zunehmender Frequenz zu. Das liegt daran, dass es eine gewisse Zeit dauert, bis die vom Leiter abgegebenen Ladungen neutralisiert sind und sich deshalb immer eine Ladungswolke um den Leiter herum befindet. Bei Gleichspannung hat die Ladungswolke die gleiche Polarität wie der Leiter und schwächt das Feld um den Leiter herum ab. Bei Wechselspannung kann es im Extremfall zu einer Feldverstärkung kommen, wenn die Polatität wechselt, während die umgebende Ladungswolke noch die umgekehrte Polarität hat. Wie groß der Unterschied zwischen 0 und 50 Hz bei üblichen Freileitungen ist, kann ich jetzt aber auch nicht sagen. Bei Frequenzen deutlich über 20 kHz können sich allerdings schon bei vergleichsweise geringen Spannungen regelrechte Lichtbogenentladungen vom Leiter in die umgebende Luft bilden (sehr schön zu sehen bei Tesla-Trafo).
Kaskadenschaltungen sind durchaus in der Lage, auch größere
Leistungen dauerhaft zu übertragen.Hast du da ein Beispiel? Ich kenn’ die nur für Prüfzwecke im
Labor.
Mit Energieversorgung habe ich zwar nichts am Hut, aber ich habe mal ein Hochspannungsnetzteil mit höherer Leistung entwickelt, bei dem die Hochspannung aus einer Kaskade gewonnen wird. Die 1-kW-Version ist hier zu sehen:
http://www.trifolium.de/elektronik/industrienetzteil…
Links unten ist die diskret aufgebaute Kaskade zu sehen. Genau die gleiche Kaskade wird auch in der 2-kW-Version verwendet. Prinzipiell könnte man mit einer Kaskade aber auch beliebig hohe Leistungen übertragen, wenn man sie entsprechend dimensioniert. Die gezeigte Kaskade arbeitet allerdings mit ca. 50 kHz. Bei 50 Hz werden die Kondensatoren bei großen Leistungen in der Tat etwas unhandlich.
Jörg