Die elektrische Kraftübertragung

I. Abschnitt. Der elektrische und mechanische Bau der Leitungsanlage.- A. Der elektrische Bau der Leitungsanlage.- 1. Allgemeine Gesichtspunkte für die Projektierung einer Leitungsanlage.- 2. Die Verteilungsleitungen im allgemeinen.- a) Die Berechnungsgrundlagen.- b) Die Verbindung der Stromverbraucher miteinander (Reihen- und Parallelschaltung).- c) Gemischte und reine Stromkreise.- d) Der Spannungsverlust.- 3. Die Gleichstrom-Verteilungsleitungen.- a) Die offenen Leitungen.- b) Die geschlossenen Leitungen.- c) Das Dreileitersystem.- 4. Die Gleichstrom-Fernleitungen (Speiseleitungen).- 5. Die Wechselstrom-Verteilungsleitungen.- a) Phasenverschiebung, induktive Widerstände.- b) Einphasenstrom.- c) Zweiphasenstrom.- d) Dreiphasen- oder Drehstrom.- ?) Dreieckschaltung.- ?) Sternschaltung.- 6. Die Wechselstrom-Fernleitungen.- a) Allgemeine Grundlagen, Grundgleichungen.- b) Der Ohmsche Widerstand und der Skineffekt.- c) Selbstinduktion und gegenseitige Induktion.- ?) Das Einphasensystem.- ?) Das Dreiphasensystem.- Sechseckanordnung.- Die Stromkreise sind voneinander getrennt.- Dreieckanordnung.- Zwei verschiedene Stromkreise an einem Mast bzw. die gegenseitige Induktion einer Drehstromlinie auf eine zweite.- Induktion einer Starkstromleitung auf eine parallel verlaufende Schwachstromleitung.- d) Die Ableitung.- e) Die Strahlungsverluste (Koronaverluste).- f) Die Kapazität.- ?) Das Einphasensystem.- ?) Das Dreiphasensystem.- g) Die Berechnung von Querschnitt, Spannung, Leistung und Leistungsfaktor am Anfange der Linie.- B. Der mechanische Bau der Fernleitungen.- 7. Allgemeines über die Wahl der Ausführung als Freileitung oder Kabel.- 8. Das Material für Freileitungen.- a) Das Material im allgemeinen.- b) Kupfer.- c) Bronze.- d) Aluminium.- e) Stahl.- f) Kupferpanzerstahl.- 9. Die Festigkeitsberechnung der Freileitungen.- a) Allgemeine Gesichtspunkte.- b) Die Belastung G.- c) Der Mastabstand oder die Spannweite a.- d) Die Beanspruchung p des Leitermaterials.- e) Berechnung des Durchhanges auf ebener Leitungsstrecke.- f) Berechnung des Durchhanges auf geneigter Leitungsstrecke.- 10. Die Masten.- a) Allgemeine Gesichtspunkte.- b) Die Holzmasten.- c) Die Eisenmasten.- d) Die Stahltürme.- e) Die Betonmasten.- f) Die Isolatorbefestigung am Maste (Querarme, Traversen, Leitungsträger).- 11. Die Freileitungsisolatoren.- a) Allgemeine Bedingungen.- b) Das Material.- ?) Das Porzellan.- ?) Ambroin.- ?) Glas.- c) Die Forderungen in elektrischer Beziehung.- ?) Die Randentladung und die Überschlagsspannung.- ?) Die Durchschlagsfestigkeit.- ?) Die Oberflächenisolation.- d) Die Isolatorformen.- ?) Die Stütz- oder Tragisolatoren.- ?) Die Isolatorstützen.- ?) Die Hängeisolatoren.- ?) Die Verbindung von Hängeisolatoren.- 12. Der Ausbau der Freileitungsstrecken.- a) Die Leitungsstrecke im allgemeinen.- b) Streckentrennschalter.- c) Schutzvorrichtungen gegen Gefährdungen durch Leitungsbruch.- ?) Schutznetze und ähnliche Konstruktionen.- ?) Bruchsichere Aufhängungen.- ?) Unterirdische Wegkreuzungen.- ?) Leitungskupplungen.- ?) Drahtbruchrelais.- d) Schutzvorrichtungen gegen Gefährdung durch Isolatorbruch.- e) Die Leitungsverbindungen.- f) Die Leitungsbefestigung an den Isolatoren.- g) Die Anordnung der Leitungen am Mast; Leiterabstand; Blitzschutzseil.- h) Die Zugausgleichsvorrichtungen.- i) Einige Daten großer amerikanischer Hochspannungsanlagen.- 13. Die Berechnung der Masten.- a) Material und Materialbeanspruchung im allgemeinen.- b) Die Druckbeanspruchung.- c) Die Knickbeanspruchung.- d) Die Biegungsbeanspruchung.- e) Die Mastverankerungen.- f) Beispiel für die Berechnung von Holzmasten.- 14. Die Kabelleitungen.- a) Material und Ausführung der Kabel im allgemeinen.- b) Die blanken Bleikabel.- c) Die asphaltierten Bleikabel.- d) Die armierten asphaltierten Bleikabel.- e) Die Querschnittsform der Leiter.- f) Die Berechnung des Leiterquerschnittes.- 15. Hochspannungskabel für große Kraftübertragungsanlagen.- a) Die Anlagekosten.- b) Die jährlichen Kosten für Reparatur, Aufsicht und Instandhaltung.- c) Die Betriebssicherheit.- d) Vergleichsrechnung für eine Freileitungs- und Kabelanlage und weitere Angaben allgemeiner Natur.- II. Abschnitt. Die Gleichstromgeneratoren, Wechselstromgeneratoren und Akkumulatoren, ihre Schaltung, Arbeitsweise und Regelung.- 16. Die Generatoren im allgemeinen.- 17. Die Gleichstromgeneratoren.- a) Der mechanische Aufbau.- b) Dei elektrische Aufbau.- c) Der Gleichstrom-Hauptstromgenerator.- d) Der Gleichstrom-Nebenschlußgenerator mit Selbsterregung.- ?) Die Arbeitsweise.- ?) Die charakteristischen Kurven.- ?) Der Parallelbetrieb.- ?) Das Anwendungsgebiet.- e) Der Gleichstrom-Nebenschlußgenerator mit Fremderregung.- f) Der Gleichstrom-Compoundgenerator.- ?) Die Arbeitsweise.- ?) Die charakteristischen Kurven.- ?) Der Parallelbetrieb.- ?) Das Anwendungsgebiet.- 18. Die Ein- und Mehrphasen-Wechselstrom-Synchrongeneratoren.- a) Der mechanische Aufbau.- b) Der elektrische Aufbau.- ?) Die Arbeitsweise.- ?) Die charakteristischen Kurven.- ?) Der Parallelbetrieb.- 19. Der Mehrphasen-Asynchrongenerator.- ?) Die Arbeitsweise.- ?) Das Anwendungsgebiet.- 20. Die Akkumulatoren.- a) Ladung der Batterie durch Erhöhung der Generatorspannung.- b) Ladung durch Gruppenschaltung der Batterie.- c) Ladung mit Benutzung von Zusatzmaschinen.- d) Die Entladung.- e) Die Ermittelung der Zellenzahl und der Batteriegröße.- f) Die Bemessung der Hauptgeneratoren und der Zusatzmaschinen für die Batterieladung.- 21. Die Spannungsregelung im Kraftwerke.- a) Die Handregelung.- b) Die selbsttätige Spannungsregelung.- ?) Der Regler mit elektromotorischem Antriebe.- ?) Der Eilregler.- ?) Der Schnellregler.- ?) Die Speisepunkts-Spannungsregelung.- ?) Die Spannungsregelung bei parallelarbeitenden Generatoren.- ?) Die Spannungsregelung in Anlagen mit sehr hohen Spannungen.- 22. Die Pufferung von Belastungsstößen.- a) Die Arbeitsweise besonderer Puffereinrichtungen im allgemeinen.- b) Die Zusatzmaschine mit Nebenschluß- und Compoundwicklung.- c) Die Pirani-Schaltung.- d) Die Lancashire-Zusatzmaschine.- e) Allgemeine Vorzüge der Pufferung.- f) Die selbsttätige Belastungsregelung und Pufferung in Wechselstromanlagen.- g) Ausgeführte Wechselstrom-Pufferanlage.- III. Abschnitt. Die Sicherungs-, Schalt-, Meß-, Signal- und Überspannungsschutzvorrichtungen.- 23. Die Sicherungs- und Schaltapparate für Spannungen bis etwa 1000 Volt.- a) Die Sicherungsvorrichtungen im allgemeinen.- b) Die Abschmelzsicherungen.- c) Die selbsttätigen Schalter im allgemeinen.- d) Die selbsttätigen Luftschalter.- ?) Der Maximalstrom-Ausschalter.- ?) Der Minimalstrom-Ausschalter.- ?) Der Nullspannungs- oder Spannungsrückgangsschalter.- ?) Der Rückstrom-Ausschalter.- ?) Die kombinierten selbsttätigen Luftschalter.- 24. Die selbsttätigen Ölschalter.- a) Die Ölschalter im allgemeinen.- b) Die selbsttätigen Auslösevorrichtungen.- ?) Die Überstromauslösung.- ?) Die Spannungsrückgangs- oder Nullspannungsauslösung.- ?) Die Rückstromauslösung.- c) Die Antriebvorrichtungen.- ?) Der Handantrieb.- ?) Der elektromötorische Antrieb.- 25. Die Trennschalter.- 26. Die Zellenschalter.- 27. Die Meßinstrumente.- a) Die Grundbedingung.- b) Das elektromagnetische- oder Weicheiseninstrument.- c) Das Drehspulen- oder Präzisionsinstrument.- d) Das Hitzdrahtinstrument.- e) Das Induktionsinstrument.- f) Das elektrostatische Instrument.- g) Die registrierenden Instrumente.- h) Die Stromtransformatoren.- i) Die Spannungstransformatoren.- 28. Die Zähler.- 29. Die Signal- und Verständigungsvorrichtungen.- 30. Die Schutzvorrichtungen gegen Überspannungen.- a) Die atmosphärischen Vorgänge.- ?) Elektrostatische Induktion.- ?) Allmähliches Laden der Leitungen durch die umgebende Luft.- ?) Ladung durch Schneiden von Niveauflächen.- ?) Direkte Blitzschläge.- ?) Induktionswirkungen durch seitlich der Leitungen niedergehende Blitze.- b) Die Betriebsvorgänge innerhalb der Anlage.- c) Die Schutzvorrichtungen gegen äußere ruhende Überspannungen.- ?) Der Wasserstrahlerder.- ?) Der Erdungswiderstand und die Erdungsdrosselspule.- ?) Das Blitzschutzseil.- d) Die Schutzvorrichtungen gegen innere und äußere schwingende Überspannungen.- ?) Die Drosselspulen.- ?) Die Funkenstrecken.- ?) Die Dämpfungswiderstände.- e) Der Feinschutz.- f) Der Grobschutz.- g) Der Schutzschalter.- h) Streckenschutz bei Freileitungen.- i) Die Resonanzerscheinungen.- IV. Abschnitt. Die Aufstellung des Schaltplanes und die Auswahl der Instrumente und Apparate.- 31. Die Meßinstrumente.- a) Gleichstrom.- b) Wechelstrom.- c) Die Parallelschaltungseinrichtungen bei Wechselstrom.- ?) Vergleich der Frequenzen.- ?) Die elektrische Drehzahl-Einstellvorrichtung.- ?) Vergleich der Spannungen.- ?) Vergleich der Phasen.- ?) Automatische Parallelschaltungsvorrichtung.- ?) Die Anordnung der Parallelschaltungsinstrumente.- 32. Die Schalt- und Sicherungsapparate.- a) Gleichstrom.- b) Wechselstrom.- 33. Die Schaltung der Sammelschienen in Wechselstromanlagen.- a) Das Einfachsammelschienensystem.- b) Das Doppelsammelschienensystem.- 34. Die Stromversorgung der Nebenbetriebe im Kraftwerke.- 35. Die Schaltung der Erregung.- 36. Die Verteilung der Überspannungsschutzvorrichtungen.- a) Freileitungen.- b) Kabelnetze.- c) Übergang von Freileitung in Kabel.- V. Abschnitt. Die Schaltanlagen.- 37. Der Aufbau der Schaltanlage.- a) Allgemeine Gesichtspunkte.- b) Aufbau der Instrumenten- und Betätigungstafel.- ?) Allgemeine Gesichtspunkte.- ?) Der Platz für die Aufstellung.- ?) Wand- und Panellschalttafel.- ?) Schaltpult und Schaltsäule.- c) Die Apparatenanlage.- ?) Niederspannung.- ?) Die Stromzuleitung von den Maschinen zu der Apparatenanlage.- ?) Die Mauerdurchführungen.- ?) Hochspannung.- ?) Schaltkästen.- ?) Schaltwagen.- ·) Verteilung der Apparate auf die einzelnen Stockwerke.- ?) Einbau der einzelnen Apparate.- ?) Die überspannungsschutzapparate.- ?) Die Isolatoren und Leitungsdurchführungen.- ?) Die Mauerdurchführungen.- ?) Schaltanlagen im Freien.- 38. Ausgeführte Schaltanlagen.- a) 500 Volt Gleichstromschaltanlage.- b) Schaltanlage für Drehstrom 3000 Volt und Gleichstrom 250 Volt.- c) Schaltanlage für 3000 Volt Drehstrom.- VI. Abschnitt. Das Kraftwerk.- 39. Der Entwurf des Kraftwerkes.- a) Die Lage des Kraftwerkes.- b) Die Antriebsmaschinen.- ?) Die Dampfmaschinen.- ?) Die Dampfturbinen.- ?) Die Kesselanlagen.- ?) Die Dampflokomobilen.- ?) Die Gasmaschinen.- ?) Die Dieselmotoren.- ?) Die Wasserturbinen.- c) Stromart und Spannung.- ?) Gleichstrom.- ?) Wechselstrom.- ?) Kraftwerke mit zwei Stromarten.- d) Die Raumgestaltung des Kraftwerkes.- 40. Die Belüftungseinrichtungen für die Betriebsräume und für die Maschinen.- a) Die erzeugte Wärmemenge.- b) Die Belüftung des Betriebsraumes.- c) Die Belüftung der Maschinen im allgemeinen.- d) Die Selbstbelüftung der Maschinen.- e) Die Fremdbelüftung der Maschinen.- f) Der Entwurf der Kanalanlage.- g) Die Meß- und Kontrollapparate.- h) Die Berechnung der Kanalquerschnitte.- i) Beispiele.- 41. Wirtschaftliches.- a) Belastungsverhältnisse und Maschinengrößen.- ?) Einzelanlagen.- ?) Kraftwerke für öffentliche Stromabgabe.- b) Die Selbstkostenberechnung.- 42. Ausgeführte Anlagen.- a) Kraftwerk mit Dampflokomobilenbetrieb.- b) Das Elektrizitätswerk am Löntsch.