In der ersten Aufgabe dieser Hörsaalübung wird ein unsymmetrischer Drehstromverbraucher behandelt, um den Einfluss verschiedener einphasiger Verbraucher auf die Schieflast eines Drehstomsystems zu untersuchen.
Aufgabe 1 – Unsymmetrischer Drehstromverbraucher
In einem Einfamilienhaus werden die Verbraucher bei der Elektroinstallation auf die drei Phasen eines üblichen 400V, 50Hz-Dreiphasenwechselstromsystems aufgeteilt. Ziel dabei ist eine möglichst gleichmäßige Belastung aller drei Phasen, um die Schieflast im Netz gering zu halten. Je nach Betriebszustand kann es dabei zu verschiedenen Belastungen kommen. Die folgende Abbildung zeigt einen vereinfachten, beispielhaften Betriebszustand mit vier Verbrauchern.
Für die Verbraucher gelten folgende Größen: R1= 800 Ω, L2=1200 mH, R2=130 Ω, C3= 4 µF, R4= 1200 Ω.
- Berechnen Sie die Ströme in den einzelnen Verbrauchern!
- Berechnen Sie die Leiterströme und den Strom im Neutralleiter!
- Zeichnen Sie ein Zeigerdiagramm der Strangspannungen und -Ströme sowie der Verbraucherströme!
- Berechnen Sie für jeden Verbraucher die umgesetzte Wirk- und Blindleistung!
Für diesen Betriebszustand scheint die Aufteilung der vier Verbraucher auf die drei Phasen nicht optimal zu sein.
- Schlagen Sie eine angepasste Verteilung der drei Verbraucher vor, um die Schieflast möglichst gering zu halten!
- Berechnen Sie die sich ergebenden Leiterströme und den Neutralleiterstrom!
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