Fach: Elektrische Anlagentechnik (ANL) Berufsbezogener Lernbereich Schwerpunkt: Energie- und Anlagentechnik. Aufgaben und Ziele des Faches:

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1 Fach: Elektrische Anlagentechnik (ANL) Berufsbezogener Lernbereich Schwerpunkt: Energie- und Anlagentechnik Aufgaben und Ziele des Faches: Im Rahmen ihrer zukünftigen Tätigkeit werden die Studierenden Energieversorgungssysteme ab der Übergabestation des Energieversorgers im Mittelund Niederspannungsbereich bis zur Verteilung auf die Geräte der Anlagen planen und in Betrieb nehmen. Hierzu sind Kenntnisse der Überwachung und Führung des Energieflusses durch die Energieversorger auf der einen Seite und den Anwendern auf der anderen Seite notwendig. Behandelt werden unter anderem Schaltanlagen, Blindleistungskompensationsanlagen und Transformatoren. Die Studierenden lernen die Funktionsweise und den Aufbau von Kompensationsanlagen und Transformatoren kennen, modellieren diese als Ersatzschaltungen und bestimmen wesentliche Kenngrößen wie Bemessungsspannungen und -leistungen für deren Betrieb. Weiterhin legen sie Schaltanlagen für Normalbetrieb und Fehlerfall unter Berücksichtigung einschlägiger Richtlinien aus. Weitere benötigte Kenntnisse umfassen den Aufbau öffentlicher und industrieller Energieversorgungsnetze. Dazu analysieren die Studierenden Verbrauchswerte des Netzes und planen die notwendigen Übertragungsleitungen. Sie bemessen Leitungen und Kabel einschließlich der zugehörigen Schutzeinrichtungen und Leistungsschalter. Dabei beachten sie die vorgeschriebenen Schutzmaßnahmen an elektrischen Anlagen analysieren und planen sowohl Maßnahmen zum Netzschutz als auch zum Personenschutz. Sowohl die Planung von Mittel- und Niederspannungsanlagen als auch die Berechnung von Lastflüssen und Kurzschlüssen in Versorgungsnetzen werden durch den Einsatz von Simulationsprogrammen unterstützt. Bezüge zu anderen Fächern bzw. Lerninhalten: Die Analyse elektrischer Anlagen setzt Kenntnisse der Berechnung grundlegender elektrischer Schaltungen voraus, die zum einen durch vorhergegangene berufliche Ausbildung und Tätigkeit und zum anderen durch das Unterrichtsfach Elektrische und Elektronische Systeme zeitlich 1

2 vorgeordnet sind. Ebenso wird auf messtechnische Grundlagen zurückgegriffen, die im Unterrichtsfach Messverfahren/Messsysteme behandelt werden. Berechnungen werden zum Teil in einer Tabellenkalkulationsanwendung durchgeführt, die bereits im Fach Informationstechnik behandelt wurde. Analyse unterschiedlicher Übertragungssysteme zum Transport von elektrischer Energie 24 Unterrichtsstunden vergleichen unterschiedliche Übertragungssysteme (ÜS) zum Transport von elektrischer Energie. bewerten deren Vor- und Nachteile in verschiedenen Anwendungsbereichen wählen aufgrund der Anforderungen geeignete Übertragungssysteme aus. berechnen Übertragungswirkungsgrade von ÜS. wählen für die Übertragung die notwendige und normgerechte Spannung aus. ermitteln in Drehstromsystemen die Spannungs- und Stromverhältnisse in symmetrischen und unsymmetrischen Stern- bzw. Dreieck-Schaltungen. Anforderungen der elektrischen Anlagentechnik Blockschaltbild der Energieversorgung Spannungsebenen, Frequenzen in Übertragungs- und Verteilnetzen Übertragungswirkungsgrad Wechselstromsysteme Dreiphasensysteme (Spannungen, Verkettung) Unsymmetrische Belastung in Drehstromsystemen Leistung im Drehstromsystem HGÜ-Systeme Erdungsverhältnisse in Drehstromsystemen (nach DIN VDE 0100 Teil 300) Personenschutz 2

3 Transformator benennen die verschiedenen Schaltgruppen von Transformatoren und deren Anwendungsgebiete. ermitteln durch Versuch die charakteristischen Kenngrößen von Transformatoren. berechnen die Verluste eines Transformators. erweitern eine Energieversorgung durch Parallelschaltung weiterer Transformatoren. 24 Unterrichtsstunden Wirkungsweise Kenngrößen von Transformatoren Kupfer-/Eisenverluste Schaltgruppen von Drehstromtransformatoren Parallelschalten von Transformatoren Elektrische Kabel und Leitungen identifizieren Kabel und Leitungen anhand ihrer Kennzeichnung. wählen Kabel- und Leitungstypen auf Grund der Anforderungen normgerecht aus. dimensionieren Leitungen und Kabel fach- und sachgerecht. berechnen Verluste von Übertragungsleitungen 26 Unterrichtsstunden Übertragungsleitungen Analyse von Übertragungsstrecken Netzstrukturen Elektrische Kabel und Leitungen Freileitungen und Erdkabel Bemessung elektrischer Leitungen Berechnung von Leitungsverlusten 3

4 Mittelspannungs- und Hochspannungsschaltanlagen 14 Unterrichtsstunden klassifizieren Schaltgeräte entsprechend ihrer Funktionsweise, ihren Anwendungsbereichen und ihres Schaltvermögens. analysieren Anforderungen an Schaltanlagen. planen Mittelspannungsschaltanlagen hinsichtlich Kundenanforderungen. berücksichtigen die Anforderungen an Schaltgeräte bei Hochspannungs- bzw. Höchstspannungsschaltanlagen. Wenden Aufbau von Schaltanlagen Innenraumschaltanlagen Freiluftschaltanlagen Schaltgeräte Einschalt- und Ausschaltvorgänge bei Gleich- und Wechselstromsystemen. Lichtbogenlöscheinrichtungen Eigenversorgungsanlagen Netzschutz und Fehlerverhalten von Netzen planen den Einsatz von Schutzmaßnahmen zum Personenschutz sowie Netzschutz. dimensionieren Schutzeinrichtungen normgerecht. ermitteln näherungsweise die Höhe von Kurzschlussströmen in Netzen. prüfen elektrische Anlage hinsichtlich des Netz- und Personenschutzes. simulieren das Betriebsverhalten elektrischer Anlagen. 18 Unterrichtsstunden Schutzmaßnahmen Schutzeinrichtungen Netzschutz/Personenschutz Prüfung elektrischer Anlagen Kurzschlüsse in Netzen Analyse von Netzrückwirkungen Oberschwingungen Fernüberwachung und Fernsteuerung Betriebsverhaltens elektrischer Anlagen 4

5 Bemessung von Anlagen zur Blindleistungskompensation 14 Unterrichtsstunden vergleichen verschiedene Kompensationsmöglichkeiten. ermitteln notwendige Kompensationsleistungen für gegebene Verbraucher. berücksichtigen Vorschriften und Normen der Netzbetreiber hinsichtlich Netzrückwirkungen. berechnen Einsparungen durch Blindleistungskompensation. Einzelkompensation Gruppenkompensation Gesamtkompensation Netzrückwirkungen Kosten der Energieversorgung (Arbeitspreis, Leistungspreis) 5