1
EA 2.5 1
Doppelkochplatte
Eine Doppelkochplatte nimmt an 230V einen Strom von 13,9A auf. Die Leitung (3x1,5mm2 ,Cu) zur Verteilung ist 8m lang.
a) Berechnen Sie den Leitungswiderstand ( 0,0175mm2/m).
b) Berechnen Sie den Spannungsabfall in Volt und Prozent.
m 3 , 93
V 595 , 2
% 128 , 1
2
RE 1.1031
Spannungsverbrauch Schutzleiter
Berechnen Sie den Spannungsverbrauch in einem kupfernen, 21m langen Schutzleiter von 6mm2 Querschnitt, in dem ein
Erdschlussstrom von 58A fliesst!
V 553 , 3
3
AE 2.5 2
Elektrowasserspeicher
Ein Elektrowasserspeicher (P 4000W ), Stromaufnahme 17,4A, soll mit der Leitung 3x2,5mm2 /Cu an die Verteilung angeschlossen werden. Die Nennspannung beträgt UN 230V .
Wie gross darf die Entfernung zwischen Aufstellungsort und
Verteilung maximal sein, wenn der Spannungsabfall nicht grösser als
%
3 sein soll?
m 65 , 56
4
RE 1.1032
Sammelschiene
Eine 7,6m lange Al-Sammelschiene von 6x50mm wird von A
450 durchflossen.
Wie gross sind:
a) der Spannungsverbrauch der Sammelschiene, b) ihr Stromwärmeverlust(Al 0,029mm2/m)?
mV 6 , 330
W 8 , 148
5
RE 1.1033
Hausinstallationsdraht m
100 Hausinstallationsdraht besitzten bei den angegebenen Querschnitten folgende Widerstände:
Querschnitt
A [mm2] 1.5 2,5 4 6 10 16
Widerstand
R [] 1,16 0,70 0,437 0,29 0,175 0,1093
Nennstrom der Absicherung
I [A]
(NIN Tabelle 5.2.3.1.1.15.2.2) Spannungsverbrauch
uV
[V]
Spannungsverbrauch
%
uV
[%]
Berechnen Sie für je 100m Draht den Spannungsverbrauch in Volt und Prozent unter der Voraussetzung, dass die nach NIN stärksten Überstromunterbrecher bei der Verlegeart A1 und den
Normalbedingungen vorgeschaltet wird und in dieser der Nennstrom fliesst (UN 230V )!
6
AE 2.5 3
Notbeleuchtung
Für eine Notbeleuchtung sollen 2 Lampen 42V /2,4A über eine m
25 lange Leitung an ein 42V -Netz angeschlossen werden.
Welcher Nennquerschnitt muss verlegt werden, wenn der
Spannungsabfall nicht mehr als 3% betragen soll (UN 42V )?
7
RE 1.1034
Spannungsverbrauch
Berechnen Sie für den skizzierten Fall
2 2 0 V 2 x 0 , 1 2
U 9 , 6 A
a) den Spannungsverbrauch der Leitung, b) die Netzspannung U !
V 304 , 2
V 3 , 222
8
RE 1.1035
Verbraucherspannung
Bestimmen Sie die Verbraucherspannung U !
2 3 5 V
0 , 1 2
U
0 , 1 2
1 0 , 6
V 8 , 229
9
AE 2.5 4
Startvorgang Kraftfahrzeug
Der Starter (Anlasser) in einem Kraftfahrzeug nimmt beim Starten einen Strom 200A auf. Der zulässige Spannungsabfall in der Plus- Leitung beträgt 0,5V , Starterleitung 1,5m .
Berechnen Sie den erforderlichen Nennquerschnitt für die Starterleitung, und prüfen Sie, ob die zulässige Stromdichte von
/ 2
20A mm für für Kurzzeitbetrieb eingehalten wird.
10
RE 1.1041
15.5 1
SBB-Leitung
Auf der Speiseleitung (2x95mm2,Cu-Seil) eines
Streckenabschnittes der SBB von 1,75km Länge kann die
Belastung maximal 340A betragen. Der Leistungsfaktor ist 0,75. Berechnen Sie:
a) den Spannungsabfall und
b) den Spannungsverbrauch eines Leiters!
V 4 , 164
V 6 , 109
Mit welcher Netzfrequenz arbeitet die SBB?
11
RE 1.1036
Messleitung
Wie gross ist der Widerstand des zwischen den Voltmetern liegenden Leitungsteils?
U = 2 3 6 V1
1 6 , 2 A
V V U = 2 2 9 V2
4321 , 0
12
RE 1.1037
Lastschwankungen
Geben Sie die Verbraucherspannungen U2 an, wenn die Öfen wie folgt eingeschaltet sind:
U = 2 3 2 V1 I L N P E
2 , 5 m m 2 1 1 0 m
C u
U2 R = 6 01 R = 8 02 R = 1 0 03
a) R1,
b) R1 und R2 sowie c) R1, R2 und R3!
d) Wie gross ist bei den drei Belastungsfällen der
Spannungsabfall in Prozent (
% ˆ 100 230
V
U
N )?V 2 , 226
V 222
V 8 , 218
% 52 , 2
% 35 , 4
% 75 , 5
13
RE 1.1038
Spannungsabfall auf langer Telefonleitung
Berechnen Sie die Spannungen U1, U2, U3 und U4 !
U = 4 3 , 2 V5
I = 0 , 2 A 2 L
0 , 6 m m 1 0 0 m
C u U2
U1
2 L
0 , 6 m m 1 0 0 m
C u
U 3 2 L
0 , 6 m m 1 0 0 m
C u
U 4 2 L
0 , 6 m m 1 0 0 m
C u U 5
I = 0 , 2 A
V 1 , 53
V 63 , 50
V 15 , 48
V 68 , 45
14
RE 1.1039
Spannungsabfall auf Leitung
Durch die skizzierte Leitung fliesst bei cos 0,8 ein Strom von A
60 .
c o s = 0 , 8
I = 6 0 A 1 0 0 m
1 6 m m 2C u L
N
U = 2 3 0 VN
U V L
V
U 1 U 2
Z
1 0 0 m 1 6 m m 2C u
RL
RL
Es sind zu bestimmen:
a) der Spannungsverbrauch eines Drahtes UVL, b) der Spannungsverbrauch der LeitungUV , c) der Spannungsabfall der Leitung U und
d) die Spannung am Leitungsende, wenn am Anfang der Leitung V
230 gemessen werden!
V 563 , 6
V 13 , 13
V 5 , 10
V 5 , 219
15
RE 1.1040
Hochspannungsanlage
In einer 50kV -Hochspannungsanlage werden Kupferrohre von mm
26 /
30 Ø als Sammelschiene verwendet.
30
26
Wie gross ist der Spannungsverbrauch eines Rohres von 25m Länge, wenn mit einer strommässigen Belastung von 500A bei einem Leistungsfaktor von 0,85 gerechnet wird?
V 057 , 1
16
RE 1.1042
Materialbestimmung
Aus welchem Material besteht eine zweidrähtige, 69,5m lange Leitung von 2x70mm2, wenn der Spannungsabfall bei 150A Stromstärke und cos 0,75 6,75V ist?
m mm / 0302
,
0 2
17
RE 1.1043
Schleifmaschine Bodenleger
Ein Bodenleger muss mit einer Schleifmaschine einen
Wohnzimmerboden Schleifen. Der 230V -Einphasenmotor nimmt A
13 auf und arbeitet mit einem mittleren Leistungsfaktor von 85
,
0 . Das mitgebrachte Verlängerungskabel 3x1mm2 Cu von m
45 Länge wird nach einiger Zeit warm.
Berechnen Sie:
a) den Spannungsabfall in Volt und Prozent (UN 230V ),
b) die Betriebsspannung der Maschine, wenn an der Netzsteckdose eine Spannung von 236V gemessen wird¨!
V 4 , 17
% 57 , 7
V 6 , 218
18
RE 1.1044
Übertragungsleistung einer Einphasenleitung
Welche Wirkleistung kann über eine zweipolige, 100m langen Leitung (6mm2, Cu) bei 230V Spannung und cos 0,9 übertragen werden, wenn für den Spannungsabfall 2%, 3%,
%
4 und 5% zugrundegelegt werden?
c o s = 0 , 9
I 1 0 0 m
6 m m2 C u L
N
U = 2 3 0 VN UV L
V
U1 U2
Z
1 0 0 m 6 m m2 C u
RL
RL
P1 P2
0,2916 RL
L VL
R I U
cos 2
u UVL
1 cos
1U I P
kW 814 , 1
kW 720 , 2
kW 627 , 3
kW 534 , 4
2 cos
2 U I P
kW 777 , 1
kW 639 , 2
kW 482 , 3
kW 308 , 4
19
RE 1.1045
Einphasenleitung
Eine Leitung 3x1,5mm2 Cu (LNPE) misst in der Länge 65m. Der Leistungsfaktor der induktiven Belastung ist 0,8.
Mit welchem Strom kann bei 230V Spannung die Leitung belastet werden, wenn der Spannungsabfall 4% nicht überschreiten soll?
c o s = 0 , 8
I 1 0 0 m
1 , 5 m m 2C u L
N
U V L
U 1 U 2
Z
1 0 0 m 1 , 5 m m 2C u
RL
RL
P E
P E
1 , 5 m m 2 C u
V e r b r a u c h e r
A 582 , 7
20
AE 2.5 5
Heizgerät
Ein Heizgerät mit 8,7A Stromaufnahme wird über eine 12m lange Leitung 3x1,5mm2 an die Verteilung (U 230V ) angeschlossen.
I 1 , A
L
N
U V L
U 1 U 2
R RL
RN
P E
P E H e i z g e r ä t
RP E
Berechnen Sie die Spannung U2, die an den Anschlussklemmen des Gerätes anliegt.
V 6 , 227
21
AE 2.5 6
Motor
Ein Motor ist über eine 50m lange Zuleitung an ein 440V - Gleichstromnetz angeschlossen. Die Stromaufnahme des Motors beträgt 25A.
I 1 , A
U V L
U 1 U 2 R
RL
RN
P E
P E M o t o r
RP E
M
a) Welchen Mindestquerschnitt muss die Zuleitung haben, wenn der Spannungsabfall 3% nicht überschreiten soll?
b) Welcher Nennquerschnitt AN (A2,B2) ist zu wählen?
c) Wie gross ist bei AN der Spannungsabfall in Volt und Prozent?
Maximaler Anschlussüberstromunterbrecher
bei Verlegeart
Polleiter L1-L2-L3-N-PE
(in Wärme-
dämmung) (in Beton) (auf
Wand) Leistungs- und Lichtstromkreise
[A] [A] [A] A
A1 A2 B1 B2 C [mm2]
13 13 16 16 16 1,5
16 16 20 20 25 2,5
20 20 25 25 32 4
32 25 32 32 40 6
40 40 50 40 50 10
50 50 63 63 63 16
63 63 80 80 80 25
80 80 100 100 100 35
100 100 125 100 125 50
125 125 160 125 160 70
160 125 200 160 200 95
160 160 225 200 250 120
200 200 250 200 250 150
250 200 250 250 315 185
250 250 315 250 400 240
314 2
,
3 mm
4mm2,B2 6mm2, A2
Verlegearten
A1 A2
B1 B2
C C
22
AE 2.5 7
Leitungstrommel
Eine Leitungstrommel mit 50m Gummischlauchleitung 3x1,5mm2 Cu ist an einen Baustromverteiler angeschlossen. Am Verteiler wird eine Spannung von 227V und an einer Steckdose der
Leitungstrommel bei angeschlossenen Verbrauchern eine Spannung von 209V gemessen.
Bestimmen Sie die Stromstärke in der Leitung.
Mintesquerschnitt von ortsveränderlichen Leitern
Für ortsveränderliche Leitungen sind die minimalen Querschnitte der Leiter aus Kupfer in Bezug auf den Bemessungsstrom eines festangeschlossenen Verbrauchsmittels oder einer Geräte- bzw.
Kupplungssteckdose wie folgt festgelegt.
Bemessungsstrom der Verbrauchsmittel, Gerätesteckdosen und
Kupplungssteckdosen [A]
Minimaler Querschnitt
der Leiter [mm2]
bis 6 0,75
bis 10 1
bis 16 1,5
bis 25 2,5
bis 32 4
PVC- oder VPE/EPR-Isolation, freiliegend und höchstens 30 °C Umgebungstemperatur (NIN 5.2.4.4)
Orstsveränderliches Betriebsmittel Elektrisches Betriebsmittel, das während des Betriebes bewegt wird oder leicht von einem Platz zu einem anderen gebracht werden kann, während es an den Versorgungsstromkreis angeschlossen ist.
(NIN 2.1.16.04)
Ortsveränderliche Leitungen
Leiter und Leitungen, die bei ihrer Benützung bewegt werden können. (2.2.1.43)
Transportable schwere Verbrauchsmittel Leitungen zum Anschluss transportabler schwerer Verbrauchsmittel wie
Elektrowerkzeuge, Motoren und schwerer landwirtschaftlicher Geräte müssen einen Querschnitt der Leiter von 2,5 mm2 Cu aufweisen. (NIN 5..2.4.5)
A 43 , 15
23
AE 2.5 8
Heisswasserspeicher
Ein Heisswasserspeicher ist über eine 18m lange Zuleitung ( 5 2
, 2
3x mm , Cu, B2) an die Verteilanlage angeschlossen. Die Heizwendel des Gerätes (UN 230V ) hat einen Widerstand von
2 , 13 .
Welche Spannung muss an der Verteilung anliegen, damit der Heisswasserspeicher die Nennspannung erhält?
Maximaler Anschlussüberstromunterbrecher
bei Verlegeart
Polleiter L1-L2-L3-N-PE
(in Wärme-
dämmung) (in Beton) (auf
Wand) Leistungs- und Lichtstromkreise
[A] [A] [A] A
A1 A2 B1 B2 C [mm2]
13 13 16 16 16 1,5
16 16 20 20 25 2,5
20 20 25 25 32 4
32 25 32 32 40 6
40 40 50 40 50 10
50 50 63 63 63 16
63 63 80 80 80 25
80 80 100 100 100 35
100 100 125 100 125 50
125 125 160 125 160 70
160 125 200 160 200 95
160 160 225 200 250 120
200 200 250 200 250 150
250 200 250 250 315 185
A 42 , 17
V 4 , 234
Verlegearten
A1 A2
B1 B2
C C
24
AE 2.5 9
Niedervolt-Halogenbeleuchtung
Die Niedervolt-Halogenbeleuchtung 12V /8,33A soll über eine Kupferleitung 2x1,5mm2 mit Verlegeart A1 an den Transformator in der Verteilanlage angeschlossen werden.
a) Wie lange darf die Leitung zwischen Transformator und Lampe höchstens werden, wenn der Spannungsabfall 3% der
Nennspannung (UN 230V ) nicht überschreiten soll?
b) Welcher Nennquerschnitt ist zu wählen, wenn die Leitung 7,2m lang sein soll?
m 5 , 35
5 2
, 1 mm
25
AE 2.5 10
Galvanisierungsanlage
Eine Galvanisierungsanlage (12V /1'500A) wird über zwei je m
8 lange Aluminiumschienen (Al0,0282mm2/m) mit einem rechteckigen Querschnit von 100mmx15mm versorgt.
Berechnen Sie den Leitungswiderstand einer Aluminiumschiene, die Stromdichte der Schiene und den Spannungsabfall der Zuleitung zum Bad!
m 1504 , 0
/ 2
0 ,
1 A mm mV 12 , 45
26
RE 1.1072
Kleinspannungsofen
I 1 0 m m , C u2
UV L
U 2 1 U 2 2
RL
O f e n
R 4 8 V 1 , 2 k W RL
2 5 , 6 m
1 0 m m , C u2 5 , 6 m2 U1
Wie gross muss die Sekundärspannung U21, des Trafos sein, damit der Kleinspannungsofen Nennspannung hat?
V 49 , 50
27
RE 1.1074
Erdleiter
Welche Spannung misst man zwischen Anfang und Ende eines Erdleiters von 8,2m Länge und 4mm Ø (Cu), in welchem ein Kurzschlussstrom von 288A fliessen?
V 289 , 3
28
RE 1.1075
Schweisstrafo
Ein Schweisstrafo (12kW , 400V , cos 0,8) soll über eine m
240 lange, zweidrähtige Leitung (Ø 6mm,Cu), angeschlossen werden.
I 6 m m , C u
UV L
U2 1 RL
S c h w e i s s t r a f o
4 0 0 VZ
c o s = 0 , 8 RL
2 4 0 m
U1 U 2 2
I
6 m m , C u2 4 0 m
RP E
6 m m , C u2 4 0 m P E
P E L 2 L 1
1 2 k W
Es sind zu bestimmen:
a) der Spannungsverbrauch in Volt
b) der Spannungsabfall in Volt und Prozent,
c) die Spannung am Leitungsanfang, wenn der Trafo Nennspannung aufweisen soll!
V 14 , 11
V 917 , 8
% 23 , 2
V 9 , 408
Schweisstrafo
Die notwendige Temperatur zum Lichtbogenschweißen wird nicht durch eine chemische Reaktion
erzeugt, sondern durch elektrischen Strom. Das Werkstück
wird hierzu mit dem Pluspol verbunden, der Minuspol liegt an
einer Stabelektrode an. Beim Anlegen einer hohen Stromstärke
von bis zu 300A entsteht nach kurzer Berührung der Stabelektrode mit dem Werkstück
ein bis zu 4200°C heißer Lichtbogen.
Für die Einstellung des Schweißstroms in Ampere gilt:
Durchmesser (mm) der Elektrode x 40 = Schweißstrom in Ampère
(Quelle: Elektra Beckum) In der Schweißstromquelle wird die
Netzspannung von 230 Volt oder 400 Volt auf eine niedrige Spannung transformiert, so dass
gleichzeitig hohe Stromstärken möglich sind. Je niedriger die
Spannung, umso höher die mögliche Stromstärke.
Beim Lichtbogenhandschweißen wird die Stabelektrode von Hand geführt. Beim Schweißen werden Teile aus möglichst gleichen Grundstoffen unter Zugabe von
gleichen oder ähnlichen Zusatzwerkstoffen (Stabelektroden) dadurch vereinigt,
dass sie im Bereich der Schweißzone verflüssigt werden.
29
RE 1.1076
Hausanschlusskasten (HAK)
In einem Hausanschlusskasten misst man 234,2V , an einer Lampe im 1. Stock 230,9V Spannung.
Berechnen Sie den Spannungsabfall (UN 230V ):
a) in Volt, b) in Prozent!
V 3 , 3
% 435 , 1
Hausanschlusskasten Der Hausanschlusskasten ist ein
vom Verteilungsnetzbetreiber (VNB) bzw.
Energieversorgungsunternehmen (EVU) geforderter Kasten, mit dem
ein Haus an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist und der sich in größeren Gebäuden im Hausanschlussraum befindet. Er
ist die Übergabestelle vom Verteilungsnetz des VNB zur
Verbraucheranlage. Vom Hausanschlusskasten führt eine Leitung zur Unterverteilung, die unter anderem einen oder mehrere
Stromzähler enthält.
TN-S mit Fundamenterder L 1 L 2 L 3 N P E
TN-C mit Banderder L 1 L 2 L 3 P E N
30
RE 1.1077
Ms-Bolzen
Bestimmen Sie in einem Messing-Bolzen (Ø10mm ,wirksame Bolzenlänge20mm , spezifischer Widerstabd 0,075mm2/m) welcher mit 75A durchflossen wird:
a) den Spannungsverbrauch und b) den Leistungsverbrauch!
mV 32 , 14
mW 2 , 7 , 805
Messing-Bolzen Masseklemme, Schweisszange bis 300 A
Kabelanschluss durch einen massiven Messingbolzen M10 Strombelastbarkeit bis 300 Ampere
31
RE 1.1079
Leitung
I 8 2 m
4 m m2 C u L
N
UV L 1
U 1 U2 R
8 2 m 4 m m2 C u
RL 1
RL 1
P E
P E V e r b r a u c h e r
U 3 5 0 m 2 , 5 m m 2C u
U V L 2
5 0 m 2 , 5 m m 2C u
RL 2
RL 2
8 2 m 4 m m2 C u
RL 1
5 0 m 2 , 5 m m 2C u
RL 2
Berechnen Sie die Spannung U3 (U1 234V )am Leitungsende, wenn:
a) 20A und b) 10A fliessen!
V 7 , 205
V 8 , 219
32
RE 1.1080
Messkabel Unterwerk
In einem 8,21km langen Messkabel (2x0,6mm,Cu), das ein Unterwerk mit dem Kommandoraum eines Kraftwerkes verbindet, fliessen 5mA.
a) Wie gross ist der Spannungsverbrauch des Kabels?
b) Wie gross ist die Spannung am Kabelende, wenn am Anfang V
7 ,
47 gemessen werden?
V 082 , 5
V 62 , 42
33
RE 1.1082
Gleichrichter Elektromotor
Ein Gleichrichter speist einen Elektromotor. An den Klemmen des Speisegerätes misst man 235,2V Spannung, an denjenigen des Motors 229,4V Spannung (Skizze der Situation erstellen).
Geben Sie den Spannungsverbrauch der Verbindungsleitung an:
a) in Volt und
b) in Prozent (UN 230V )!
V 8 , 5
% 52 , 2
Gleichspannung
Zum Erzeugen von Gleichspannungen gibt es zum
Beispiel Primärelemente (Batterien) und Sekundärelemente
(Akkus). Sie erzeugen eine Gleichspannung durch Umwandlung von chemischer in
elektrische Energie.
Eine Alternative ist das Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Wechselspannung. Dazu macht man sich die Ventilwirkung des pn- Übergangs von Halbleiterdioden zu
nutze.
Zeichnen Sie eine Grätzschaltung mit Glättungskondensator!
34
AE 12.1 4
Freileitung
Eine Freileitung aus Kupfer mit einem 0,7 Widerstand wird täglich 14 Stunden und 30 Minuten von einem Strom von 54A
durchflossen.
Welche Verlustwärme entsteht im einem Kupferdraht?
Die insgesamt 374,7 km lange Leitung ist die erste und bisher einzige als Seekabel ausgeführte elektrische Kabelstrecke zwischen beiden Territorien.
290 km sind als Seekabel ausgeführt. Die Leitung führt von Norden aus von dem im australischen Bundesstaat Victoria gelegenen Stromrichterstation neben dem Kraftwerk Loy Yang nahe der Stadt Traralgon durch die Bass-Straße und endet in Tasmanien in der Stadt George Town. Neben der elektrischen Energieübertragung dient das Hochspannungskabal mit zusätzlichen Lichtwellenleitern auch zur Datenübertragung.
Die Leitung wurde in den Jahren 2003 bis 2005
W 2 , 2041
kWh 597 , 29
kJ 551 ' 106
Niederspannungs- Freileitung
(mit öffentlicher Beleuchtung) Mittelspannungs-
Freileitung
(mit Transfolmator Primärspannung 3x20kV Sekundärspannung 3x400/230V)
HGÜ Hochspannungs- Gleichstromübertragung
Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungsleitung (HGÜ) durch die
Bass-Straße zwischen dem südöstlichen Australien (Bundesstaat Viktoria) und Tasmanien (U=400kV).
35
AE 12.1 5
Elektroheizung
Welche Verlustwärme entsteht, wenn das Elektrogerät mit einer Leistungsaufnahme von 3kW 7 Stunden eingeschaltet ist?
I 1 , 5 m m , C u2
U1 U 2
RL
E l e k t r o h e i z u n g
3 k W RL
2 2 m
1 , 5 m m , C u2 2 m2
R 2 3 0 V f = 5 0 H Z
L
N
36
AE 12.1 6
Elektrogerät
Wie gross ist die Spannung U2 am Widerstand R?
I 2 , 5 m m , C u2
U1= 2 3 0 V U 2
RL
E l e k t r o g e r ä t
2 6 RL
5 4 m
2 , 5 m m , C u5 4 m2
R f = 5 0 H Z
L
N
P E
P E
RL
2 , 5 m m , C u5 4 m2
37
AE 12.1 9
Elektroherd
Ein Elektroherd ist wie in der Skizze dargestellt an des Einheitsnetz V
x400/230
3 angeschlossen.
I 2 , 5 m m , C u2
U = 2 3 0 V1 U 2
RL
E l e k t r o h e r d
4 , 4 k W RL
1 2 m
2 , 5 m m , C u1 2 m2
R f = 5 0 H Z
L
N
P E
P E
RL
2 , 5 m m , C u1 2 m2
2 3 0 V
Wie gross ist die Spannung U2 am Elektroherd bei voller Belastung?
38
AE 12.1 13
Temperatureinfluss auf Leitung
Die Temperatur eines Cu-Leiters (Cu 0,0175mm2/m) nimmt bei unveränderter Belastung um 40K zu.
Um wieviel Prozent ändert sich der Spannungsabfall auf der Leitung?
39
AE 12.1 15
Querschnitt einer Leitung
Welchen Querschnitt muss eine Cu-Leitung (Cu 0,0175mm2/m) mindestens haben, wenn bei 210V am Verbrauchsort die Leistung
kW
26 bei einem Leistungsverlust von 3% über eine Entfernung von 1,2km übertragen soll (Skizze machen)? Welche Spannung muss am Leitungsanfang angelegt werden, damit sich die
vorhandene Situation einstellt?
40
AE 12.1 16
Elektroheizung
Eine 6kW -Elektroheizung wird an Nennspannung 230V über eine m
5 ,
7 lange Kupferleitung (Cu 0,0175mm2/m) angeschlossen.
Der Spannungsabfall soll unter 3% bleiben.
a) Machen Sie eine Skizze der vorhandenen Situation!
b) Wie gross muss der Leitungsquerschnitt mindestens sein?
c) Welcher Querschnitt ist nach Verlegeart B2 zu wählen?
d) Bestimmen Sie den Leitungsverlust auf der Leitung!
e) Welche Spannung entspricht dies am Leitungsende?
41
AE 12.1 17
7.8 22
Unterverteilung
Berechnen Sie den notwendigen Querschnitt der Leitung zwischen Haupt- und Unterverteilung!
I
2 3 0 V RL
4 k W
8 0 m , C u R
f = 5 0 H Z H V
2 3 0 V2 k W R
U V
1 k W
M = 0 , 7
2 3 0 V c o s = 0 , 8 5 1 k W
M = 0 , 7 6
2 3 0 V c o s = 0 , 8 2 3 0 V 8 0 0 W R
2 3 0 V 1 0 0 0 W R
2 3 0 V1 , 2 k W R
1 1
42
AE 12.1 18
Unterverteilung (UV)
Welche Kupferquerschnitte müssen von der Unterverteilung zu den einzelnen Verbrauchern verlegt werden? Welche Nennströme müssen die einzelnen vorgeschalteten Überstromschutzorgane haben?
I
2 3 0 V RL
4 k W
8 0 m , C u R
f = 5 0 H Z H V
2 3 0 V2 k W R
U V
1 k W
M = 0 , 7
2 3 0 V c o s = 0 , 8 5 1 k W
M = 0 , 7 6
2 3 0 V c o s = 0 , 8 2 3 0 V 8 0 0 W R
2 3 0 V1 0 0 0 W R
2 3 0 V1 , 2 k W R
1 1 A1
IN 1
A2
IN 2
A3
IN 3
A4
IN 4
A5
IN 5
A6
IN 6
A7
IN 7
AN
IN
43
AE 12.1 19
Unterverteilung (UV)
Welche Kupferquerschnitte müssen von der Unterverteilung zu den einzelnen Verbrauchern verlegt werden, wenn der Spannungsabfall auf keiner Leitung unter 1% fallen darf?
I
2 3 0 V RL
4 k W
8 0 m , C u R
f = 5 0 H Z H V
2 3 0 V2 k W R
U V
1 k W
M = 0 , 7
2 3 0 V c o s = 0 , 8 5 1 k W
M = 0 , 7 6
2 3 0 V c o s = 0 , 8 2 3 0 V8 0 0 W R
2 3 0 V1 0 0 0 W R
2 3 0 V 1 , 2 k W R
1 1 A1
IN 1
A2
IN 2
A3
IN 3
A4
IN 4
A5
IN 5
A6
IN 6
A7
IN 7
AN
IN
44
AE 12.1 20
Weihnachtsbeleuchtung
Für eine Lichterkette 20x15W soll eine 50m lange Verlängerungsleitung hergestellt werden. Die Spannung der Glühlämpchen beträgt 230V .
Welchen Leiterquerschnitt würden Sie wählen, wenn der
Spannungsabfall auf der Zuleitung 3% nicht überschreiten soll?
Wie gross ist bei dem gewählten Querschnitt der prozentuale Leistungsverlust?
45
AE 12.2
Einphasen-Wechselstrommotor
Ein Einphasen-Wechselstrommotor mit Betriebskondensator 0,9kW , 230V , cos 0,95, 0,89 wird über eine 50m lange Leitung an das Wechselstromnetz angeschlossen.
a) Welcher Kupferquerschnitt ist erforderlich, wenn der
Spannungsabfall auf der Leitung 3% nicht überschreiten soll?
b) Wie gross ist bei dem gewählten Querschnitt der absolute und der prozentuale Leistungsverlust?
B e t r i e b s k o n d e n s a t o r
46
AE 12.2 1
Kondensatormotor
Zur Spannungsversorgung eines Kondensatormotors 1,7kW , V
230 , cos 0,97, 0,9 dient eine Wechselstromleitung mit dem Kupferquerschnitt 2,5mm2. Die Leitung ist 32m lang.
Bestimmen Sie den Spannungsabfall und den Leistungsverlust auf der Leitung. Können Sie einen geringeren Leiterquerschnitt wählen?
Höchszulässige Spannungsabfälle
EVU Versorgungsnetz
Bei Mittel- und Hochspannungsversorgungen durch
das Energie-Versorgungs- Unternehmen wird mit einem maximalen Spannungsabfall von 5%.
gerechnet.
Versorgung ab Transformatorenstation
Niederspannungsseite Transformator bis Hausanschluss wird mit 4%
Spannungsabfall dimensioniert.
Übergabe EVU bis Zähler
Der zulässige Spannungsabfall ist auf diese Leitung Leistungsabhängig:
bis 100 kVA 0,50%
bis 250 kVA 1,00%
bis 400 kVA 1,25%
mehr als 400 kVA 1,5%
Beleuchtung und Steckdosen
Für die Gruppenstromkreise ab Zähler bis zum Verbraucher werden die Leitungen mit einem Spannungsabfall
von 3% ausgelegt.
Verbraucherleitungen
Leitungen zu Verbrauchern mit eigenem Stromkreis ab Zähler müssen mit 3% Spannungsabfall
berechnet werden.
47
AE 12.2 2
Wechselstrommotor
Ein Wechselstrommotor 0,55kW , 230V , cos 0,91, 0,88 wird über eine 42m lange Kupferleitung mit 1,5mm2 Querschnitt an das Wechselstromnetz angeschlossen.
Ermitteln Sie Spannungsabfall und Leistungsverlust auf der Leitung.
48
AE 12.2 3
Wechselstromleitung
Wie lange darf eine Wechselstromleitung aus Kupfer mit einem Querschnitt 6mm2 höchstens sein, wenn sie einen Verbraucher
kW
4 , 230V , cos0,8 speist und der Spannungsabfall auf der Leitung 3% nicht überschreiten soll?
49
AE 12.2 4
Beleuchtungsanlage
Eine Beleuchtung besteht aus 180 Glühlampen von je 100W und 140 Glühlampe von je 60W . Sie soll über eine 66m lange Kupferleitung an das 230V –Netz angeschlossen werden, wobei der Spannungsabfall 3% nicht überschreiten soll.
Welcher Leiterquerschnitt ist zu installieren?
50
AE 12.2 5
Beleuchtungsanlage
Eine Beleuchtungsanlage besteht aus 100 Glühlampen von je W
60
und 40 Leuchtstofflampen von je 74W (einschliesslich des Vorschaltgeräts), cos 0,51.
Die Lichtanlage wird über eine 100m lange Kupferleitung an das V
230 –Netz angeschlossen. Der Spannungsabfall soll 3% nicht überschreiten.
Bestimmen Sie den erforderlichen Leiterquerschnitt!
51
AE 12.2 6
Wechselstromleitung
Eine dreiadrige Wechselstromleitung (LNPE) mit A 50mm2 Kupfer hat eine Länge von 540m. Der Spannungsabfall auf der Leitung soll
%
3 nicht überschreiten. Die Betriebsspannung beträgt 500V . Welche maximale Leistung kann übertragen werden?
52
AE 12.2 7
Wechselstromverbraucher
Die Spannung an den Verbrauchern soll 230V betragen, der Spannungsabfall auf der Zuleitung soll 2,5% nicht überschreiten.
I RL
1 2 0 m , C u f = 5 0 H z
U V
2 3 0 V2 , 5 k W - R 1 V e r b r a u c h e r
1 , 2 5 k W
M = 0 , 9
2 3 0 V c o s = 0 , 9 5 1
- M 1
a) Welcher Leiterquerschnitt muss installiert werden?
b) Wie gross sind der Leistungsverlust in Watt und der prozentuale Leistungsverlust in der Zuleitung?
c) Wie gross ist die Spannung am Leistungsanfang?
53
AE 12.2 8
Wechselstromverbraucher
Ein Wechselstromverbraucher mit den Daten 12kW , cos 0,72, V
230 soll über eine 125m lange Kupferleitung an das Netz angeschlossen werden. Der Spannungsabfall soll 2,5% nicht überschreiten.
a) Welcher Leiterquerschnitt ist zu velegen, wenn der Leistungsfaktor cos 0,9 kompensiert wird?
b) Bestimmen Sie die Kapazität des Kompensationskondensators!
c) Wie gross sind der Leistungsverlust in Watt und der prozentuale Leistungsverlust in der Zuleitung?
d) Wie gross ist die Spannung am Leistungsanfang?
54
AE 12.2 9
Wechselstromverbraucher
Wird die Forderung „Spannungsabfall maximal 3% „ eingehalten?
I RL
1 4 0 m , C u f = 5 0 H z
U V - R 1 2 3 0 V3 k W
V e r b r a u c h e r
1 , 7 k W
M = 0 , 8 8
2 3 0 V c o s = 0 , 9 1
- M 1
6 m m 2
2 3 0 V1 , 4 k W - R 2
