In dieser Hörsaalübung wird ein asymmetrischer Drehstromverbraucher behandelt, um den Einfluss verschiedener einphasiger Verbraucher auf die Schieflast eines Drehstomsystems zu untersuchen.

Aufgabe 1 – Asymmetrischer 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!

Durch Überlast oder mechanische Einwirkung wird der Neutralleiter beschädigt, sodass er nicht mehr leitet.

• In diesem Fall stellt sich eine Spannung zwischen Sternpunkt und Neutralleiter ein, die sogenannte Sternpunktverschiebung. Berechnen Sie diese.

Handschriftliche Lösung

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LTspice Lösung

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