Modulhandbuch Master Electrical Power and Control Engineering

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1 Modulhandbuch Master Electrical ower and Control Engineering rüfungsordnungsversion: 2013 Erstellt am: Montag 04 Mai 2015 aus der O Datenbank der TU Ilmenau

2 Inhaltsverzeichnis Name des Moduls/Fachs 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Abschluss L Fachnr. Grundlagen der Energiesysteme und -geräte F 10 Grundlagen der Energiesysteme und -geräte (EE1 / ETG1) - ECE L Regelungs- und ystemtechnik 2- rofil EIT F 5 Regelungs- und ystemtechnik 2 - rofil EIT L Modellbildung und imulation L 5 Modellbildung L imulation L Leistungselektronik 2 - Theorie F 5 Leistungselektronik 2 - Theorie L 30min Elektrische Maschinen 1 F 5 Elektrische Maschinen L 45min Module aus Wahlkatalog Grundlagen des Betriebs und die Analyse elektrischer Energiesysteme (EE2) Grundlagen des Betriebs und der Analyse elektrischer Energiesysteme Netzleittechnik und Energiemanagementsysteme (EE3) F L 30min F Netzleittechnik und Energiemanagementsysteme L 30min Elektroenergie- und Netzqualität (EEQ) F Elektroenergie- und Netzqualität L 30min Berechnung elektrischer Netze und Anlagen (BENA) F Berechnung elektrischer Netze und Anlagen L 30min Netzdynamik, HGÜ und FACT (EE4) F Netzdynamik, HGÜ und FACT L 30min chutz elektrischer Netze und Anlagen (ENA) F chutz elektrischer Netze und Anlagen Dezentrale und zentrale Elektroenergieversorgung (EE) Dezentrale und zentrale Elektroenergieversorgung L 30min F L 30min Elektrische Maschinen 2 F Elektrische Maschinen L 45min Magnetische Kreise in Energiewandlern F Magnetische Kreise in Energiewandlern L 30min

3 Auslegung elektrischer Maschinen F Auslegung elektrischer Maschinen L 45min Nichtlineare Regelungssysteme 1 F Nichtlineare Regelungssysteme L ystemidentifikation F ystemidentifikation L Digitale Regelungssysteme F Digitale Regelungssysteme L Nichtlineare Regelungssysteme 2 F Nichtlineare Regelungssysteme L Fuzzy und Neuro Control F Fuzzy- and Neuro Control L Dynamische rozessoptimierung F Dynamische rozessoptimierung L Adaptive und strukturvariable Regelungssysteme F Adaptive und strukturvariable Regelungssysteme L Elektroprozesstechnik F Elektroprozesstechnik L 30min Wärme- und toffübertragung F Wärme- und toffübertragung L 30min Elektrische Energiewandlung F Elektrische Energiewandlung L 30min Numerische imulation in der Elektroprozesstechnik F Numerische imulation in der Elektroprozesstechnik L 30min Lichtbogen und Kontaktphysik F Lichtbogen und Kontaktphysik L 45min Blitz- und Überspannungsschutz (BUE) F Blitz- und Überspannungsschutz L 30min Elektrotechnische Geräte und Anlagen F Elektrotechnische Geräte und Anlagen L Technologie der chaltgeräte F Technologie der chaltgeräte L 45min Transiente orgänge in elektrischen Anlagen (TA) F Transiente orgänge in elektrischen Anlagen L 30min Transientenmesstechnik (TMT) F

4 Transientenmesstechnik L 30min Auslegung leistungselektronischer chalter F Auslegung leistungselektronischer chalter L 30min Technologische tromversorgung F Technologische tromversorgung L 30min Aktive Filter und Leistungsflussregelung F Aktive Filter und Leistungsflussregelung in elektrischen Netzen Modellbildung und imulation in leistungselektronischen ystemen Modellbildung und imulation in leistungselektronischen ystemen L 45min F L 30min Ansteuerautomaten F Ansteuerautomaten L 30min Technisch-wissensschaftliches pezialseminar F 5 Technisch-wissensschaftliches pezialseminar L Interdisziplinäres eminar F 5 Interdisziplinäres eminar L Innovationsarbeit F 15 Abschlusskolloquium zur Innovationsarbeit L 30min Innovationsarbeit L 450min Master-Arbeit mit Kolloquium F 30 Kolloquium zur Master-Arbeit L 45min Masterarbeit MA

5 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Grundlagen der Energiesysteme und -geräte Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Kennenlernen - Typische Netzformen und -ebenen - erschiedenen Betriebsfälle - Elektrischer Geräte - 1ph. Berechnung von Drehstromsystemen mit p.u.-größen - ymmetrischen Komponenten - Aufbau und Modellierung von Netzelementen für quasi stationäre Berechnungen - Grundlagen Netzschutz Erwerb von Kompetenzen - Anwendung von Zeigerdiagrammen - Leistungsflussberechnung nicht vermaschter Netze - Funktionsweise von elektrischen Energiesystemen - Berechnung von unsymmetrischen Belastungen - Durchführung einfacher Fehlerrechnungen - elbständiges Bearbeiten technisch, wissenschaftlicher Fragestellungen orraussetzungen für die Teilnahme Erfüllung der Zulassungsbedingungen zum tudium eite 5 von 128

6 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Grundlagen der Energiesysteme und -geräte Grundlagen der Energiesysteme und -geräte (EE1 / ETG1) - ECE Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:ommersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Kennenlernen - Typische Netzformen und -ebenen - erschiedenen Betriebsfälle - Elektrischer Geräte - 1ph. Berechnung von Drehstromsystemen mit p.u.-größen - ymmetrischen Komponenten - Aufbau und Modellierung von Netzelementen für quasi stationäre Berechnungen - Grundlagen Netzschutz Erwerb von Kompetenzen - Anwendung von Zeigerdiagrammen - Leistungsflussberechnung nicht vermaschter Netze - Funktionsweise von elektrischen Energiesystemen - Berechnung von unsymmetrischen Belastungen - Durchführung einfacher Fehlerrechnungen - elbständiges Bearbeiten technisch, wissenschaftlicher Fragestellungen orkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik, Grundlagen der elektrischen Energietechnik Inhalt - Mathematische Grundlagen - Betriebsmittelmodelle - Grundlegende Betriebssituationen Medienformen Folien Tafelbilder Arbeitsblätter kript Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 10 Workload (h): 300 Anteil elbststudium (h): 188 W: 8.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: [1] Crastan,. Elektrische Energieversorgung. pringer erlag Berlin, Heidelberg, New York, 2004 [2] chwab, A.J.: Elektroenergiesysteme. pringer erlag (springer.de), 2. Auflage 2009, IBN eite 6 von 128

7 [3] Kundur, rabha: ower ystem tability and Control, McGraw-Hill, New York, Toronto, IBN X, 1993 [4] Heuck; K.; Dettmann K.-D. : Elektrische Energieversorgung: ieweg-erlag Wiesbaden, 2004 [5] Oswald, B.; Oeding, D.: Elektrische Kraftwerke und Netze, pringer 2004 <p style="margin: 0cm 0cm 0pt;"><span style="color: black;"><span style="font-family: Calibri; font-size: medium;">die alternative rüfungsleistung besteht aus zwei 30-minütigen Gesprächen sowie einer praktischen Arbeit. Die Gespräche gehen jeweils mit 40 unkten, die praktische Arbeit mit 20 unkten in die Gesamtbewertung ein.</span></span></p> verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 7 von 128

8 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Regelungs- und ystemtechnik 2- rofil EIT Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Kai Wulff Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden können für ein nichtlineares Zustandsraummodell eine an einer Trajektorie gültige lineare Approximation bestimmen. Die tudierenden kennen die Lösungen und grundlegenden Eigenschaften von zeitvarianten und zeitinvarianten linearen ystemen im Zeitkontinuierlichen und Zeitdiskreten. Die tudierenden sind in der Lage, lineare Abtastmodelle zu bestimmen. Die tudierenden sind befähigt, die wichtigsten tabilitätskonzepte und -kriterien bei linearen ystemen anzuwenden. Die tudierenden können die Konzepte teuerbarkeit und Beobachtbarkeit auf Anwendungen übertragen und diese anhand von Kriterien problemangepaßt analysieren. Die tudierenden beherrschen den Entwurf von Zustandsreglern und Zustandsbeobachtern mit Hilfe der Formel von Ackermann. Die tudierenden können Folgeregelungen für lineare Eingrößensysteme auslegen. Die tudierenden können Entkopplungsregler für lineare Mehrgrößensysteme entwerfen. orraussetzungen für die Teilnahme Regelungs- und ystemtechnik 1 schriftliche rüfung (120 Minuten) eite 8 von 128

9 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Regelungs- und ystemtechnik 2- rofil EIT Regelungs- und ystemtechnik 2 - rofil EIT Fachabschluss: rüfungsleistung generiert prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Johann Reger W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Generierte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2213 Die tudierenden können für ein nichtlineares Zustandsraummodell eine an einer Trajektorie gültige lineare Approximation bestimmen. Die tudierenden kennen die Lösungen und grundlegenden Eigenschaften von zeitvarianten und zeitinvarianten linearen ystemen im Zeitkontinuierlichen und Zeitdiskreten. Die tudierenden sind in der Lage, lineare Abtastmodelle zu bestimmen. Die tudierenden sind befähigt, die wichtigsten tabilitätskonzepte und -kriterien bei linearen ystemen anzuwenden. Die tudierenden können die Konzepte teuerbarkeit und Beobachtbarkeit auf Anwendungen übertragen und diese anhand von Kriterien problemangepaßt analysieren. Die tudierenden beherrschen den Entwurf von Zustandsreglern und Zustandsbeobachtern mit Hilfe der Formel von Ackermann. Die tudierenden können Folgeregelungen für lineare Eingrößensysteme auslegen. Die tudierenden können Entkopplungsregler für lineare Mehrgrößensysteme entwerfen. orkenntnisse Abgeschlossenes gemeinsames ingenieurwissenschaftliches Grundstudium (GIG) Inhalt Medienformen Entwicklung an der Tafel, Beiblätter, Übungsblätter und imulationsbeispiele unter: Literatur Ludyk, G., Theoretische Regelungstechnik 1 & 2, pringer, 1995 Olsder, G., van der Woude, J., Mathematical ystems Theory, D, 3. Auflage, 2004 Rugh, W., Linear ystem Theory, rentice Hall, 2. Auflage, 1996 eite 9 von 128

10 verwendet in folgenden tudiengängen Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung AT Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung AT Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 eite 10 von 128

11 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Modellbildung und imulation Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Christoph Ament Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden können für wesentliche technische ysteme ein mathematisches Modell aufbauen, das für Analyse, imulation und Reglerentwurf geeignet ist. ie kennen wesentliche Modellbildungsprinzipien der theoretischen Modellbildung und können im Rahmen einer experimentellen Modellbildung eine ersuchsplanung und arameteridentifikation durchführen. ie sind in der Lage, imulationsaufgabenstellungen zu bewerten und eine systematische Herangehensweise an die roblemlösung anzuwenden. Die tudierenden testen und beurteilen sowohl die blockorientierte, die zustandsorientierte als auch die objektorientierte imulation einschließlich der pezifika, wie z.b. numerische Integrationsverfahren, physikalische Modellierung. Durch vorgestellte imulationssprachen, -systeme und software (MATLAB/IMULINK, cilab, OpenModelica, HAER) können die tudierenden typische imulationsaufgaben im regelungstechnischen Umfeld und darüber hinaus bewerten und entwickeln. orraussetzungen für die Teilnahme orausgesetzt wird der erfolgreiche Abschluss folgender Fächer: Mathematik 1 und 2 hysik 1 und 2 Elektrotechnik 1 eite 11 von 128

12 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Modellbildung und imulation Modellbildung Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch Fachnummer: 6316 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Christoph Ament W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse orausgesetzt wird der erfolgreiche Abschluss folgender Fächer: Mathematik 1 und 2 hysik 1 und 2 Elektrotechnik 1 Inhalt Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Möchte man das erhalten eines technischen ystems vor seiner Realisierung simulativ untersuchen oder eine Regelung für das ystem entwerfen, benötigt man ein Modell (also eine mathematische Beschreibung) des ystems. Die Entwicklung eines geeigneten Modells kann sich in der raxis als aufwändig erweisen. In der orlesung werden systematische orgehensweisen und Methoden für eine effiziente Modellbildung entwickelt. Dabei wird in die Wege der theoretischen und experimentellen Modellbildung unterschieden. Nach einer Einführung (Kapitel 1) werden zunächst Methoden der theoretischen Modellbildung (Kapitel 2-3) vorgestellt. Ausgangspunkt sind Modellansätze und Modellbildungsprinzipien in verschiedenen physikalischen Domänen wie z.b. der Mechanik. Diese werden durch Analogierbetrachtungen und die Darstellung im Blockschaltbild miteinander verknüpft. Für eine anschließende Modellvereinfachung werden Methoden der Linearisierung, Ordnungsreduktion, Orts- und Zeitdiskretisierung vermittelt. Für die experimentelle Modellbildung (Kapitel 4-6) werden allgemeine Modellansätze eingeführt und anschließend Methoden Identifikation von Modellparametern aus Messdaten entwickelt. Zur effizienten experimentellen Analyse von ystemen mit mehreren Einflussfaktoren wird eine geeignete ersuchsplanung und -analyse entwickelt. Den Abschluss bildet eine Klassifikation der ermittelten Modelle (Kapitel 7). Die Kapitel der orlesung gliedern sich wie folgt: 1. Einführung 2. hysikalische ( Whitebox ) Modelle 3. Modellvereinfachung 4. Allgemeine ( Blackbox ) Modelle 5. arameteridentifikation 6. Experimentelle ersuchsplanung und -analyse flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: unbenotet Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 68 W: 2.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: Die tudierenden können für wesentliche technische ysteme ein mathematisches Modell aufbauen, das für Analyse, imulation und Reglerentwurf geeignet ist. ie kennen wesentliche Modellbildungsprinzipien der theoretischen Modellbildung und können im Rahmen einer experimentellen Modellbildung eine ersuchsplanung und arameteridentifikation durchführen eite 12 von 128

13 7. Modelle Medienformen Die Konzepte werden während der orlesung an der Tafel entwickelt. Über Beamer steht ergänzend das kript mit Beispielen und Zusammenfassungen zur erfügung. Zur eranschaulichung werden numerische imulationen gezeigt. Das kript kann im Copyshop erworben oder im DF-Format frei herunter geladen werden. Auf der orlesungs-webseite finden sich weiterhin aktuelle Informationen, Übungsaufgaben und Unterlagen zur rüfungsvorbereitung. Literatur R. Isermann, M. Münchhof: Identification of Dynamic ystems An Introduction with Applications, pringer erlag, 2011 J. Wernstedt: Experimentelle rozessanalyse, EB erlag Technik, 1989 K. Janschek: ystementwurf mechatronischer ysteme, Methoden Modelle Konzepte, pringer, 2010 W. Kleppmann: Taschenbuch ersuchsplanung, rodukte und rozesse optimieren, 7. Auflage, Hanser, 2011 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 ertiefung ABT Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ABT Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung AT Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung AT Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ABT eite 13 von 128

14 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: imulation Modellbildung und imulation Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch Fachnummer: 1400 Fachverantwortlich: rof. Dr. u Li W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen rüfungsnummer: Turnus:ommersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden können Grundbegriffe der Modellierung und imulation und die historische Einordnung der analogen imulation im ergleich zum chwerpunkt der eranstaltung, der digitalen imulation zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter ysteme, darlegen. ie sind in der Lage, imulationsaufgabenstellungen zu bewerten und eine systematische Herangehensweise an die roblemlösung anzuwenden. Die tudierenden testen und beurteilen sowohl die blockorientierte, die zustandsorientierte als auch die objektorientierte imulation einschließlich der pezifika, wie z.b. numerische Integrationsverfahren, physikalische Modellierung. Durch vorgestellte imulationssprachen, -systeme und software (MATLAB/imulink, cilab, OpenModelica, HAER) können die tudierenden typische imulationsaufgaben im regelungstechnischen Umfeld und darüber hinaus bewerten und entwickeln. In einem Hausbeleg weist jeder tudierende seine Fähigkeit nach, eine imulationsaufgabe zu lösen und auszuwerten. orkenntnisse Grundlagen der Mathematik, der hysik, der Modellbildung sowie der Regelungs- und ystemtechnik Inhalt Einführung: Einsatzgebiete, Abgrenzung, Rechenmittel, Arbeitsdefinition, ystematik bei der Bearbeitung von imulationsund Entwurfsaufgaben; ystembegriff (zeitkontiniuerlich, zeitdiskret, qualitativ, ereignis-diskret, chaotisch) mit Aufgabenstellungen ; Analoge imulation: Wesentliche Baugruppen und rogrammierung von Analogrechnern, orzüge und Nachteile analoger Berechnung, heutige Bedeutung ; Digitale imulation: blockorientierte imulation, Integrationsverfahren, Einsatzempfehlungen, algebraische chleifen, chrittweitensteuerung, steife Differenzialgleichungen, Abbruchkriterien; zustandsorientierte imulation linearer teuerungssysteme; physikalische objektorientierte Modellierung und imulation; imulationssprachen und -systeme: MATLAB (Grundaufbau, prache, Matrizen und lineare Algebra, olynome, Interpolation, gewöhnliche Differenzialgleichungen, schwach besetzte Matrizen, M-File-rogrammierung, isualisierung, imulink, Toolboxen, Beispiele); cilab (Grundaufbau, Befehle, Unterschiede zu MATLAB/imulink, Beispiele); Einführung in die objektorientierte Modellierungssprache Modelica und das imulationssystem OpenModelica (Merkmale, Modellierungsumgebung, Bibliotheken, Beispiele, Optimierung); HAER (Grundaufbau, vorgefertigte und eigene roblemstellungen, Zeitverhalten, hasendiagramm, Beispiele) Medienformen räsentation, orlesungsskript, Tafelanschrieb, Übungen im C-ool, Hausbeleg am C Literatur flichtkennz.: flichtfach Biran, A., Breiner, M.: MATLAB 5 für Ingenieure, Addison-Wesley, Bossel, H.: imulation dynamischer ysteme, ieweg, Art der Notengebung: unbenotet Leistungspunkte: 2 Workload (h): 60 Anteil elbststudium (h): 38 W: 2.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: 2212 eite 14 von 128

15 Bossel, H.: Modellbildung und imulation, ieweg, Bub, W., Lugner,.: ystematik der Modellbildung, Teil 1: Konzeptionelle Modellbildung, Teil 2: erifikation und alidation, DI-Berichte 925, Modellbildung für Regelung und imulation, DI-erlag,. 1-18, , Cellier, F. E.: Coninuous ystem Modeling, pringer, Cellier, F. E.: Integrated Continuous-ystem Modeling and imulation Environments, In: Linkens, D.A. (Ed.): CAD for Control ystems, Marcel Dekker, New York, 1993, pp Fritzson,.: rinciples of object-oriented modeling and simulation with Modelica 2.1, IEEE ress, Fritzson,.: Introduction to Medeling and imulation of Technical and hysical ystems with Modelica. Wiley-IEEE ress Gomez, C.: Engineering and scientific computing with cilab, Birkhäuser, Hoffmann, J.: MATLAB und IMULINK, Addison-Wesley, Hoffmann, J., Brunner, U.: MATLAB und Tools: Für die imulation dynamischer ysteme, Addison-Wesley, Kocak, H.: Differential and difference equations through computer experiments, (... HAER...), pringer, Otter, M.: Objektorientierte Modellierung hysikalischer ysteme, Teil 1, at - Automatisierungstechnik, (47(1999)1,. A1-A4 (und weitere 15 Teile von OTTER, M. als Haupt-- bzw. Co-Autor und anderer Autoren in Nachfolgeheften). cherf, H.E.: Modellbildung und imulation dynamischer ysteme, Oldenbourg, Mündliche rüfung, 30 min. (für Bachelor-tudiengänge bis rüfungsordnungsversion 2012) bzw. Max. 40 unkte für schriftlichen Beleg im Fach imulation als Bestandteil des Moduls "Modellbildung und imulation" verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 ertiefung ABT Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Informatik 2010 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ABT Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung AT Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung AT Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ABT Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Informatik 2013 Master Electrical ower and Control Engineering 2008 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 eite 15 von 128

16 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Leistungselektronik 2 - Theorie Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Jürgen etzoldt Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen grundlegende systematische Zusammenhänge zwischen chalternetzwerk, Kommutierungsprinzip, teuerverfahren und Eigenschaften leistungselektronischer chaltungen. ie sind in der Lage, leistungselektronische ysteme im elektrischen Energiesystem zu entwerfen und zu dimensionieren. ie können leistungselektronische chalternetzwerke in Einheit mit deren Regelstrategie auf unterschiedlichen Abstraktionen beschreiben und die ystemstabilität bewerten. ie haben einen vollständigen Überblick über alle schaltungstechnischen Möglichkeiten der Leistungselektronik. orraussetzungen für die Teilnahme Grundlagen des ingenieurwissenschaftlichen tudiums eite 16 von 128

17 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Leistungselektronik 2 - Theorie Leistungselektronik 2 - Theorie Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Jürgen etzoldt W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 5.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2161 Die tudierenden kennen grundlegende systematische Zusammenhänge zwischen chalternetzwerk, Kommutierungsprinzip, teuerverfahren und Eigenschaften leistungselektronischer chaltungen. ie sind in der Lage, leistungselektronische ysteme im elektrischen Energiesystem zu entwerfen und zu dimensionieren. ie können leistungselektronische chalternetzwerke in Einheit mit deren Regelstrategie auf unterschiedlichen Abstraktionen beschreiben und die ystemstabilität bewerten. ie haben einen vollständigen Überblick über alle schaltungstechnischen Möglichkeiten der Leistungselektronik. orkenntnisse - Grundlagen des ingenieurwissenschaftlichen tudiums Inhalt chalternetzwerke und teuerfreiheitsgrade chaltfunktion s und teuerfunktion d Ansteuerprinzipien verallgemeinerte WM-erfahren Energieübertragung über chalternetzwerke von Netz 1 zu Netz 2 (1 bis 3 hasen, 2 bis 5 Leitersysteme) Kaskadierung (Reihen- und arallel) Klassifizierung von tromrichterschaltungen ymmetrische Komponenten und Nullsysteme Hochfrequenzverhalten von R-ystemen (einschließlich EM-Wirkungen) Thermische Dimensionierung und Modelle Theoretische Beschreibung von R-ystemen auf unterschiedlichen Modellebenen teuer- und Regelstrategien tabilität, systemtheoretische Beschreibung Medienformen kript, Arbeitsblätter, imulationstools, Anschauungsmaterial, Laborversuche Literatur wird in der eranstaltung bekannt gegeben eite 17 von 128

18 verwendet in folgenden tudiengängen Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 18 von 128

19 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Elektrische Maschinen 1 Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Andreas Möckel Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen grundlegende physikalische rinzipien der mechanischen Energiewandlung. ie verstehen den grundsätzlichen Wicklungsaufbau, die Feldverteilung und die Drehmomentbildung von tator und Rotor rotierender elektrischer Maschinen. ie sind in der Lage, das Grundprinzip, den Aufbau und das Betriebsverhalten von Gleichstrom-,Drehstromasynchron- und Drehstromsynchronmaschinen zu verstehen und anzuwenden. orraussetzungen für die Teilnahme Grundlagen des ingenieurwissenschaftlichen tudiums eite 19 von 128

20 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Elektrische Maschinen 1 Elektrische Maschinen 1 Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 45 min prache: Deutsch Fachnummer: Fachverantwortlich: Dr. Andreas Möckel W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Inhalt flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 3.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F In der Lehrveranstaltung Elektrische Maschinen 1 wenden die tudenten ihre Kenntnisse über die Elektrotechnik, der Experimentalphysik, des Maschinenbaus und der Werkstoffe an. ie sind in der Lage Energiewandlungsprozesse zu erkennen, zu systematisieren und zu beschreiben. ie sind befähigt, elektromagnetische orgänge zu analysieren und die im Einsatzfall gegebenen Anforderungen durch die Wahl des Energiewandlers zu entsprechen. Dabei bewerten sie Formen und Zyklen des Antriebs und wählen die Komponenten des Antriebs aus. ie besitzen die Fähigkeiten, das Bewegungsverhalten des Antriebs zu bewerten und sowohl die elektronischen Ansteuerungen auszuwählen als auch die Eigenschaften der Energiewandler vorteilhaft zu nutzen. Damit besitzen sie die Kenntnisse, Wissensgebiete zu kombinieren und kreativ Antriebsaufgaben zu lösen. orausgesetzt werden die im Grundstudium erworbenen Kenntnisse der Mathematik, Experimentalphysik und Mechanik. Eine Übersicht der Maschinenelemente und darüber hinaus Fertigkeiten im technischen Zeichnen und Konstruieren von Maschinenbauteilen erleichtern das erständnis für die Ausführung realer Energiewandler und die zu erfüllenden die Anforderungen Wirkungsweise rotierender elektrischer Maschinen 2. Das magnetische Feld in rotierenden elektrischen Maschinen 3. Aufbau, modellbasierte Beschreibung, Ableitung des Betriebsverhalten, Hinweise zum vorteilhaften Einsatz des jeweiligen Maschinentyps, Möglichkeiten zur teuerung und Regelung für die Grundformen von: dreiphasige symmetrische ynchronmaschine dreiphasige symmetrische Asynchronmaschine elektrisch und permanentmagneterregte Gleichstrommaschine Medienformen orlesungsskript, Foliensatz, interaktive Maschinenmodelle, Anschauungsobjekte, isualisierungstools Literatur Fischer, R.: Elektrische Maschinen Carl Hanser erlag München/Wien Müller, G.: Grundlagen elektrischer Maschinen CH erlagsgesellschaft mbh Bödefeld/equenz: Elektrische Maschinen pringer-erlag Wien eite 20 von 128

21 oigt, K.: Berechnung elektrischer Maschinen CH erlagsgesellschaft mbh tölting, Kallenbach: Handbuch Elektrische Kleinantriebe Hanser erlag Nürnberg,W.: Die Asynchronmaschine - pringer erlag Berlin/Göttingen/Heidelberg Nürnberg,W.: Die rüfung elektrischer Maschinen - pringer erlag Berlin/Göttingen/Heidelberg» Richter,R.: Elektrische Maschinen Band I- - erlag Birkhäuser Basel/tuttgart» equenz,h.: Wicklungen elektrischer Maschinen - pringer-erlag Wien verwendet in folgenden tudiengängen Master Regenerative Energietechnik 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 21 von 128

22 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Grundlagen des Betriebs und die Analyse elektrischer Energiesysteme (EE2) Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Kennenlernen - ystemmodell in ierpolform - Leistungsflussberechnung - Leistungs-Frequenz-Regelung und erbundbetrieb - Grundlagen Winkel-, Frequenz- und pannungsstabilität - Grundbegriffe der Energiewirtschaft Erwerb von Kompetenzen - Aufbau eines stationäres linearen Netzmodells und die stationäre Netzberechnung durchzuführen - Beschreibung Aufgaben der Netzbetriebsführung - Einordnung dynamische orgänge in elektrischen Energiesystemen - Bewertung des Leistungs-Frequenzverhalten eines elektrischen Energiesystems und Berechnung wesentlicher arameter - erständnis Instabilitätsmechanismen - Netzstrukturen analysieren und grundlegende Maßnahmen zur Blackoutverhinderung formulieren - Durchführung einfacher tabilitätsuntersuchungen an vorgegebenen Netzstrukturen durchzuführen unter Anwendung von Winkelkriterium, Flächenkriterium oder pannungsindikatoren - Kenntnis und Berechnung energiewirtschaftlicher Kennzahlen - Durchführung ariantenvergleich Netzausbau unter Anwendung Barwertmethode und Annutitätenmethode orraussetzungen für die Teilnahme Grundlagen der Energiesysteme und -geräte - (EE1 / ETG1) eite 22 von 128

23 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Grundlagen des Betriebs und die Analyse elektrischer Energiesysteme (EE2) Grundlagen des Betriebs und der Analyse elektrischer Energiesysteme Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Grundlagen der Energiesysteme und -geräte - (EE1 / ETG1) Inhalt - tationäre ystemanalyse Leistungsflussberechnung - Leistungs-Frequenz-Regelung / Netzregelung - tabilitätskategorien - Blackouts in elektrischen Energiesystemen - Grundlagen Netzplanung Medienformen ower-oint-räsentation Tafelbilder Arbeitsblätter flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Kennenlernen - ystemmodell in ierpolform - Leistungsflussberechnung - Leistungs-Frequenz-Regelung und erbundbetrieb - Grundlagen Winkel-, Frequenz- und pannungsstabilität - Grundbegriffe der Energiewirtschaft Erwerb von Kompetenzen - Aufbau eines stationäres linearen Netzmodells und die stationäre Netzberechnung durchzuführen - Beschreibung Aufgaben der Netzbetriebsführung - Einordnung dynamische orgänge in elektrischen Energiesystemen - Bewertung des Leistungs-Frequenzverhalten eines elektrischen Energiesystems und Berechnung wesentlicher arameter - erständnis Instabilitätsmechanismen - Netzstrukturen analysieren und grundlegende Maßnahmen zur Blackoutverhinderung formulieren - Durchführung einfacher tabilitätsuntersuchungen an vorgegebenen Netzstrukturen durchzuführen unter Anwendung von Winkelkriterium, Flächenkriterium oder pannungsindikatoren - Kenntnis und Berechnung energiewirtschaftlicher Kennzahlen - Durchführung ariantenvergleich Netzausbau unter Anwendung Barwertmethode und Annutitätenmethode 2164 eite 23 von 128

24 Literatur [1] Crastan,. Elektrische Energieversorgung 2. pringer erlag Berlin, Heidelberg, New York, 2004 [2] chwab, A.J.: Elektroenergiesysteme. pringer erlag (springer.de), 2. Auflage XXX, IBN [3] Kundur, rabha: ower ystem tability and Control, McGraw-Hill, New York, Toronto, IBN X, 1993 [4] Heuck; K.; Dettmann K.-D. : Elektrische Energieversorgung: ieweg-erlag Wiesbaden, 2004 [5] Oswald, B.; Oeding, D.: Elektrische Kraftwerke und Netze, pringer 2004 rüfungsvoraussetzung: Bestandene rüfungsleistung Grundlagen der Energiesysteme und geräte (Teil Elektrische Energiesysteme 1) bzw. Elektrische Energiesysteme 1 verwendet in folgenden tudiengängen Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung ET Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 eite 24 von 128

25 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Netzleittechnik und Energiemanagementsysteme (EE3) Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Kennenlernen - Architektur und Funktionsweisen von Netzleittechniken - Leistungsflussanalyse (Newton Raphson, Gauss eidel, schnell entkoppelte, Gleichstromleistungsfluss Berechnung) - ensitivitätsanalyse - Fehleranalyse - Netzreduktion - Optimale Leistungsflussberechnung - Kommunikationsprotokolle - rognose und orhersage Erwerb von Kompetenzen - Leistungsflussberechnungen vermaschter Energiesysteme - Leistungsflussregelung in großen ystemen - Durchführung Fehleranalysen orraussetzungen für die Teilnahme Grundlagen der Energiesysteme und -geräte (EE1 und ETG1) Grundlagen Betrieb elektrische Energiesysteme (EE2) eite 25 von 128

26 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Netzleittechnik und Energiemanagementsysteme (EE3) Netzleittechnik und Energiemanagementsysteme Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:ommersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Kennenlernen - Architektur und Funktionsweisen von Netzleittechniken - Leistungsflussanalyse (Newton Raphson, Gauss eidel, schnell entkoppelte, Gleichstromleistungsfluss Berechnung) - ensitivitätsanalyse - Fehleranalyse - Netzreduktion - Optimale Leistungsflussberechnung - Kommunikationsprotokolle - rognose und orhersage Erwerb von Kompetenzen - Leistungsflussberechnungen vermaschter Energiesysteme - Leistungsflussregelung in großen ystemen - Durchführung Fehleranalysen orkenntnisse Grundlagen der Energiesysteme und -geräte (EE1 und ETG1) Grundlagen Betrieb elektrische Energiesysteme (EE2) Inhalt - Grundlagen Netzleittechniken - tationäre ystemanalyse - Optimierung - rognose und orhersage Medienformen Folien Tafelbilder Aufgabenblätter Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: [1] Crastan,. Elektrische Energieversorgung 2. pringer erlag Berlin, Heidelberg, New York, 2004 [2] chwab, A.J.: Elektroenergiesysteme. pringer erlag (springer.de), 2. Auflage XXX, IBN [3) Kundur, rabha: ower ystem tability and Control, McGraw-Hill, New York, Toronto, IBN X, eite 26 von 128

27 [4] Heuck; K.; Dettmann K.-D. : Elektrische Energieversorgung: ieweg-erlag Wiesbaden, 2004 [5] Oswald, B.; Oeding, D.: Elektrische Kraftwerke und Netze, pringer 2004 verwendet in folgenden tudiengängen Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung ET Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 eite 27 von 128

28 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Elektroenergie- und Netzqualität (EEQ) Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Kennenlernen - wichtiger Merkmale der Elektroenergiequalität (EEQ) und der Arten der Qualitätsminderungen (Oberschwingungen, Zwischenharmonische, pannungsänderungen und pannungsschwankungen, Flicker, pannungseinbrüche, Unsymmetrien) - der Entstehung und wichtigsten erursacher von Qualitätsminderungen - der arameter und erträglichkeitspegel der pannungsqualität - der Berechnung und Messung von wichtigen Kenngrößen - der praktischen Maßnahmen zur Reduzierung von Qualitätsminderungen Erwerb von Kompetenzen - zur Analyse der ersorgungs- und pannungsqualität (erfahren) - zur Bestimmung und Bewertung der Kenngrößen der pannungsqualität und Zuverlässigkeit - zur Wahl von Massnahmen zur icherung der ersorgungsqualität in elektrischen Netzen orraussetzungen für die Teilnahme Energiesysteme 1 eite 28 von 128

29 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Elektroenergie- und Netzqualität (EEQ) Elektroenergie- und Netzqualität Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Energiesysteme 1 Inhalt Medienformen ower-oint-räsentation flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Kennenlernen - wichtiger Merkmale der Elektroenergiequalität (EEQ) und der Arten der Qualitätsminderungen (Oberschwingungen, Zwischenharmonische, pannungsänderungen und pannungsschwankungen, Flicker, pannungseinbrüche, Unsymmetrien) - der Entstehung und wichtigsten erursacher von Qualitätsminderungen - der arameter und erträglichkeitspegel der pannungsqualität - der Berechnung und Messung von wichtigen Kenngrößen - der praktischen Maßnahmen zur Reduzierung von Qualitätsminderungen Erwerb von Kompetenzen - zur Analyse der ersorgungs- und pannungsqualität (erfahren) - zur Bestimmung und Bewertung der Kenngrößen der pannungsqualität und Zuverlässigkeit - zur Wahl von Massnahmen zur icherung der ersorgungsqualität in elektrischen Netzen - Netzqualität, Elektroenergiequalität und pannungsqualität - Ursachen, Entstehung, Auswirkungen und Merkmale von Netzrückwirkungen (NRW) - erzerrung der Kurvenform von trömen und pannungen, Oberschwingungen, Zwischen-harmonische, Kommutierungseinbrüche - Einflüsse auf den Effektivwert der pannung, pannungsänderungen, Ficker, Einbrüche, Unsymmetrie - NRW von Eigenerzeugungsanlagen - Normen, erträglichkeitspegel und Grenzwerte der Elektroenergiequalität - Berechnung und Messung der Kenngrößen der Elektroenergiequalität - Maßnahmen zur Beherrschung der NRW - Unterbrechungsfreie tromversorgung - Zuverlässigkeit elektrischer Netze und Anlagen - deterministische und probabilistische Zuverlässigkeitsanalysen 2164 eite 29 von 128

30 Literatur [1] DEW e.. Grundsätze für die Beurteilung von Netzrückwirkungen. 3. überarbeitete Auflage. Frankfurt/M. : DEW-erlag, IBN [2] Kloss, A. tromrichter-netzrückwirkungen in Theorie und raxis. chweiz : Aarau, AT-erlag, 1981.[3] Dugan, C. R., Mc Granaghan, M. F. und Beaty, H. W. Electrical ower ystems Quality. New York McGraw-Hill Comp. Inc., IBN [4] Büchner,. tromrichter-netzrückwirkungen und ihre Beherrschung. 1. Auflage. Leipzig: Deutscher erlag für Grundstoffindustrie, LN /56/82. [5] Blume, D., chlabbach, J. und tephanblome, Th. pannungsqualität in elektrischen Netzen. Berlin : DE-erlag, IBN [6] Arrillaga, J., Watson, N. R. und Coehen,. ower ystem Quality Assessment. New York u.a: John Wiley &. ons New York u. a, IBN [7] Hormann, W., Just, W. und chlabbach, J. Netzrückwirkungen. Berlin: DE-erlag, IBN [8] Grapentin, M. EM in der Gebäudeinstallation. 1. Auflage. Berlin: erlag Technik, IBN verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 30 von 128

31 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Berechnung elektrischer Netze und Anlagen (BENA) Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Kennenlernen - wichtiger Berechnungsverfahren zur lanung und Gestaltung elektrischer Anlagen und Netze - der trom- und pannungsverhältnisse bei Ausgleichs-, chalt-, Resonanz- und Fehlervorgängen - der Kurzschlussstromkenngrößen und deren Bestimmung - der tandardverfahren der Kurzschlussstromberechnung - der Massnahmen zur Beherrschung der Kurzschlussströme in elektrischen Netzen Erwerb von Kompetenzen - zur Ermittlung der trom- und pannungsbeanspruchungen für die lanung und Gestaltung elektrischer Netze und Anlagen - zur praktischen Durchführung von Kurzschlussstromberechnungen orraussetzungen für die Teilnahme Energiesysteme 1 eite 31 von 128

32 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Berechnung elektrischer Netze und Anlagen (BENA) Berechnung elektrischer Netze und Anlagen Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:ommersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Kennenlernen - wichtiger Berechnungsverfahren zur lanung und Gestaltung elektrischer Anlagen und Netze - der trom- und pannungsverhältnisse bei Ausgleichs-, chalt-, Resonanz- und Fehlervorgängen - der Kurzschlussstromkenngrößen und deren Bestimmung - der tandardverfahren der Kurzschlussstromberechnung - der Massnahmen zur Beherrschung der Kurzschlussströme in elektrischen Netzen Erwerb von Kompetenzen - zur Ermittlung der trom- und pannungsbeanspruchungen für die lanung und Gestaltung elektrischer Netze und Anlagen - zur praktischen Durchführung von Kurzschlussstromberechnungen orkenntnisse Energiesysteme 1 Inhalt - Berechnung von Ausgleichs- und chaltvorgängen in DC- und AC-Kreisen - Resonanzen in linearen und nichtlinearen Kreisen - Fehlervorgänge in elektrischen Netzen, Kurzschlüsse, Kurzschlussstromwirkungen - Berechnung des zeitlichen erlaufs und der charakteristischen Kenngrößen des Kurzschlussstroms - Berechnung unsymmetrischer Zustände in elektrischen Netzen - Kurzschlussstromberechnung nach standardisierten erfahren - pezielle robleme der Kurzschlussstromberechnung und des Kurzschlussschutzes - Einsatz von chmelzsicherungen zum Kurzschlussschutz - Methoden und Maßnahmen der Kurzschlussstrombegrenzung Medienformen ower-oint-räsentation Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: [1] Boehle, B.; Guthmann, O. u.a.: ABB - Taschen buch chaltanlagen. Cornelsen/Giradet - er lag, 9. Auflage, 1992 [2] Knies, W.; chierack, K.: Elektrische Anla gen technik. Kraftwerke-Netze-chaltanlagen-chutzeinrichtungen. Hauser - erlag 1991 [3] Happoldt, H.; Oeding, D.: Elektrische Kraft wer ke und Netze. pringer - erlag 1987 [4] Hosemann; Boeck: Grundlagen der elektrischen Energietechnik. pringer - erlag eite 32 von 128

33 [5] Hütte - Taschenbücher der Technik. Elek trische Energietechnik. Band 2: Geräte, Band 3: Netze. pringer - erlag 1988 [6] Flosdorff; Hilgarth: Elektrische Energiever teilung. Teubner - erlag 1986 verwendet in folgenden tudiengängen Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 33 von 128

34 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Netzdynamik, HGÜ und FACT (EE4) Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Kennenlernen - Methoden der dynamischen Netzberechnung - erfahren zur erbesserung der ystemdämpfung - Methoden zur ystemanalyse - Technologische Grundlagen, Anlagenaufbau und Regelung von Thyristor- und C-basierten FACT-Elementen und HGÜ- ystemen Erwerb von Kompetenzen - Einsatz der kennengelernten Methoden und erfahren - elbstständiges Durchführen dynamischer ystemanalyse - Aufbau eines Netzmodells zur RM-imulation im Mittel- und Kurzzeitbereich mittels gängiger imulationsmethoden orraussetzungen für die Teilnahme Grundlagen des Betriebs und Analyse elektrischer Energiesysteme eite 34 von 128

35 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: Netzdynamik, HGÜ und FACT (EE4) Netzdynamik, HGÜ und FACT Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Kennenlernen - Methoden der dynamischen Netzberechnung - erfahren zur erbesserung der ystemdämpfung - Methoden zur ystemanalyse - Technologische Grundlagen, Anlagenaufbau und Regelung von Thyristor- und C-basierten FACT-Elementen und HGÜ- ystemen Erwerb von Kompetenzen - Einsatz der kennengelernten Methoden und erfahren - elbstständiges Durchführen dynamischer ystemanalyse - Aufbau eines Netzmodells zur RM-imulation im Mittel- und Kurzzeitbereich mittels gängiger imulationsmethoden orkenntnisse Grundlagen des Betriebs und Analyse elektrischer Energiesysteme Inhalt - Regelungssysteme für Kurzzeitdynamiken - Dämpfung von Leistungspendelungen - dynamische ystemanalyse (Eigenwertanalyse, Modalkomposition) - Reglerentwurf für die Erregungsregelung - ystementwurf, Betrieb und Regelung von FACT Betriebsmitteln (C, TCC, TATCOM, AC, UFC) - ystementwurf und Betrieb von C und Thyristor basierten HDC - Anwendung von FACT und HDC für die Regelung von Energiesystemen Medienformen Folien Tafelbilder Rechnerübung Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: [1] Kundur, rabha: "ower ystem tability and Control", McGraw-Hill, New York, Toronto, IBN X, 1993 [2] Crastan, alentin; Westermann, Dirk: Elektrische Energieversorgung 3, pringer erlag, Berlin, Heidelberg, New York, IBN , 2012 [3] Crastan, alentin: "Elektrische Energieversorgung 1", pringer erlag, Berlin, Heidelberg, New York, 3. bearbeitete 2164 eite 35 von 128

36 Auflage, IBN X, 2004 [4] Heuck, Klaus; Dettmann, Klaus-Dieter: "Elektrische Energieversorgung", ieweg erlag, 2. neubearbeitete Auflage, IBN , 1991 [5] Oeding, D., Oswald, B.R.: "Elektrische Kraftwerke und Netze", pringer erlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2005 [6] Handschin, E.: "Elektrische Energieübertragungssysteme", Huething, 1997 verwendet in folgenden tudiengängen Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung ET Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 eite 36 von 128

37 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: chutz elektrischer Netze und Anlagen (ENA) Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Kennenlernen - des Aufbaus, der rinzipien und erfahren der Anlagengestaltun - der Aufgaben, Funktionen, Grundschaltungen, Bauformen und Bauweisen von Umspannwerken, tationen und chaltanlagen in der H-, M- und N-Ebene - der Grundzüge der lanung, des Betriebs, des chutzes und der Instandhaltung von EEA - der chutzkriterien und der chutztechnik - der erfahren und Anwendung des Überlast- und Kurzschlussschutzes für Betriebsmittel und Anlagen - der rinzipien und Besonderheiten des Lichtbogenschutzes - Instandhaltungsmaßnahmen und -strategien Erwerb von Kompetenzen - zur Wahl der Maßnahmen und Einrichtungen des chutzes wichtiger Betriebsmittel, Anlagen sowie von ersonen - zur Realisierung des törlichtbogenschutzes - zur Durchführung von Risikoanalysen und Gefährdungsbeurteilungen orraussetzungen für die Teilnahme Berechnung elektrischer Netze und Anlagen eite 37 von 128

38 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Modul: chutz elektrischer Netze und Anlagen (ENA) chutz elektrischer Netze und Anlagen Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch/Englisch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Dirk Westermann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Kennenlernen - des Aufbaus, der rinzipien und erfahren der Anlagengestaltung - der Aufgaben, Funktionen, Grundschaltungen, Bauformen und Bauweisen von Umspannwerken, tationen und chaltanlagen in der H-, M- und N-Ebene - der Grundzüge der lanung, des Betriebs, des chutzes und der Instandhaltung von EEA - der chutzkriterien und der chutztechnik - der erfahren und Anwendung des Überlast- und Kurzschlussschutzes für Betriebsmittel und Anlagen - der rinzipien und Besonderheiten des Lichtbogenschutzes - Instandhaltungsmaßnahmen und -strategien Erwerb von Kompetenzen - zur Wahl der Maßnahmen und Einrichtungen des chutzes wichtiger Betriebsmittel, Anlagen sowie von ersonen - zur Realisierung des törlichtbogenschutzes - zur Durchführung von Risikoanalysen und Gefährdungsbeurteilungen orkenntnisse Berechnung elektrischer Netze und Anlagen Inhalt - Anforderungen an Elektroenergieanlagen (EEA), Kriterien der Auswahl - Umspannwerke, tationen und chaltanlagen - chutz elektrischer Anlagen, chutztechnik - chutz von Leitungen, Transformatoren, Generatoren, Motoren und anderer elektrischer Betriebsmittel - Lichtbogenschutz in EEA - Anlagen- und ersonenschutz - icherer Betrieb von EEA - chutz von ersonen durch persönliche chutzausrüstungen, Risikoanalyse und Gefährdungsbeurteilung - Instandhaltung von EEA Medienformen ower-oint-räsentation Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: [1] chau, H.; Halinka, A.; Winkler, W.: Elektrische chutzeinrichtungen in Industrienetzen und anlagen. Grundlagen und 2164 eite 38 von 128