Hallo für die Energieübertragungen im Stromnetz werden aus den bekannten Gründen ja hohe Spannungen verwendet - für die langen Strecken beginnend von großen Kraftwerken oft 380kV. Die mit welcher Primärenergie auch immer angetriebenen rotierenden Generatoren (bitte das Fass welche Primärenergie unbedingt verschlossen halten - nicht noch eine dieser endlosen technikfernen Kleinkriege und Beleidigungsorgien - Danke) erzeugen aber eine deutlich geringere Spannung mit halt entsprechend hohen Strömen. Aber nach welchen Kriterien wird festgelegt was nun die Nennspannung eines solchen Großgenerators (des zusammen einspeisenden Generatorverbunds) sein soll? Klar irgendwas wo Isolationsaufwand (Spannungshöhe) und Wicklungsstärke bzw. daraus folgend Wicklungsverluste (Stromstärke) den besten Kompromiss bilden. Das wird aber bestimmt nicht alles sein, und vor allem: Wie wird den der beste Kompromiss berechnet und was muss dafür alles noch beachtet werden? Ist jeder Großgenerator auch von der Entwicklung her ein Einzelstück von den es auch abseits von imm sich unterscheidenen kleinsten Details keine zwei Gleichen gibt oder gibt es die auch "Von der Stange" und "jeder" 50Hz (6oHz) Großgenerator aus einer Generation mit z.B. 1000MVA nutzt gleiche Spannungen (und somit dann auch Ströme)? Oder ist es sogar so das überhaupt keine "Standartleistungen" bei Großgeneratoren gibt und je nach Vorgabe (die sich dann aber technisch wie ergibt?) es dann halt auch den 990MVA und den 1005MVA Generator gibt die gezielt auf diese relativ "kleinen" ;-) Leistungsunterschiede ausgelegt werden? Ich spreche jetzt aber ausdrücklich nicht wie stark ein Generator eventuell von den verschiedenen Betreibern ausgelastet wird - klar (oder doch nicht, wegen Drehzahl und der Netzfrequenz?) kann man mit ein 1000 MVA Generator auch nur 100MVA erzeugen das meine ich aber nicht.
Kraftwerksblöcke haben typische Leistungen, Steinkohle z.B. max 800MW, das ist z.B. ein typischer Wert für Generatoren.
So große Maschinen werden nur auf Bestellung hergestellt, und die Stückzahlen baugleicher Maschinen sind sehr gering. Zu Spannungen und Strömen kannst du hier etwas lesen: https://de.wikipedia.org/wiki/Maschinentransformator
Und auch dort: https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmaschine#Anwendung „In Wärmekraftwerken kommen Vollpolmaschinen mit Leistungen bis fast 2000 MVA und Ausgangsspannungen von 21 bis 27 kV zum Einsatz.“ „Die langsamlaufenden Schenkelpolmaschinen in Wasserkraftwerken werden Wasserkraft- oder Hydrogeneratoren genannt und liefern bei maximal 25 kV Ständerspannung Leistungen bis zu 1000 MVA.”
Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf mehrere Generatoren aufgeteilt wird, dann kann man bei einem Servicefall auf verminderter Leistung weiter laufen lassen. Also eher nur 300MW pro Maschine
Purzel H. schrieb: > Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf mehrere Generatoren aufgeteilt > wird, dann kann man bei einem Servicefall auf verminderter Leistung > weiter laufen lassen. Also eher nur 300MW pro Maschine Wenn ich mich recht erinnere war in Biblis ein Generator mit (Block B) 1300MW verbaut, es gab aber auf der Welle 3 oder 4 DampfTurbinen (Hoch, Mittel und Niederdruck). Auch auf der Welle war der Erregergenerator ich meine mit einer Leistung im zweistelligen MW Bereich. Wir waren da im Rahmen des Physik Leistungskurses (lange her) und konnten in die Maschinenhalle da Block B in Revision war. Ich habe im Netz nichts zu den Spannungen gefunden, meine mich aber zu erinnern dass die Ausgangsspannung um die 20-30kV war.
Purzel H. schrieb: > Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf mehrere Generatoren aufgeteilt > wird, dann kann man bei einem Servicefall auf verminderter Leistung > weiter laufen lassen. Also eher nur 300MW pro Maschine Bei Dampfkraftwerken (egal ob Kohle, Atom oder so) eher unüblich, bei Wasserkraftwerken jedoch üblich.
Zur reinen Stromproduktion wird die Leistung heute nicht mehr aufgeteilt. Es gibt pro Block einen Kessel, eine Turbinenanlage und einen Generator. Die Turbinenanlage besteht meistens aus einer Hochdruckturbine und 2..3 Niederdruckturbinen, manchmal eine zusätzliche Mitteldruckturbine. Alle Turbinen sitzen auf einer gemeinsamen Welle, die den Generator antreibt. Dieser gibt seine Leistung über den Blocktransformator (bzw. Maschinentransformator, kann auch eine Bank aus drei Einphasentransformatoren sein) an das Hoch- oder Höchstspannungsnetz ab. Recht oft arbeiten auch zwei Blocktransformatoren parallel an einem Generator. Bei Kohlekraftwerken hat man nur recht oft viele kleinere Generatoren, weil die Dinger schon so alt sind. Vom Wirkungsgrad her ist es am besten, wenn man diese Maschinen so groß wie möglich baut, aber gleichzeitig kratzt man dabei immer an der Grenze des Machbaren entlang. Größer als z.B. 300MW geht nicht, dann nimmt man 300MW, 20 Jahre später sind 600MW möglich, nimmt man 600MW, nochmal 20 Jahre, 1400MW usw. Bei alten Kohlekraftwerken hat man daher viele kleine 200..300MW Blöcke, die alle unter einem Dach stehen und wie ein einzelnes Kraftwerk aussehen. Bei Industriekraftwerken oder speziell Heizkraftwerken gibt es Sammelschienenkraftwerke, die eine sehr flexible Betriebsführung erlauben. Da speisen z.B. alle Kesse ihre Dampfleistung auf eine gemeinsame Sammelschiene ein und aus dieser werden die einzelnen Abnehmer versorgt. Das kann reiner Prozessdampf sein, oder eine Gegendruckturbine nutzt das Gefälle zwischen Heißdampf und Prozessdampf oder eine Kondensationsturbine zur reinen Stromerzeugung. Gas- und Dampfkraftwerke haben auch mehrere kleinere Generatoren, üblich sind zwei direkt von Gasturbinen angetriebene Generatoren und ein rein dampfgetriebener Generator, versorgt durch die Abwärme der Gasturbinen. Alle drei Generatoren können ihren eigenen Maschinentransformator und ihre eigenes Hochspannungsschaltfeld haben, es gibt aber auch Kraftwerke, wo mehrere Generatoren auf einen Maschinentransformator arbeiten. Oder Kraftwerke, wo Gas- und Dampfturbine gemeinsam einen Generator antreiben. Atomkraftwerke haben keine Mitteldruckturbinen. Die arbeiten mit weit geringeren Heißdampftemperaturen als neuere große Kohlekraftwerke und haben daher einen extrem einfachen Dampfkreislauf mit nur einer Hochdruck und 2..3 Niederdruckturbinen. Kohlekraftwerke sind da wesentliche komplexer, mit Zwischenüberhitzer (Wirkungsgradsteigerung) zwischen Hoch- und Mitteldruckturbine. Bei großen Wasserkraftwerken ergibt sich die Notwendigkeit vieler Generatoren aus mehreren Faktoren. Zum einen ist es die extrem hohe Gesamtleistung von etlichen Gigawatt oder eine große benötigte Regelspanne zwischen sehr viel und sehr wenig Durchfluss. Speicherkraftwerke im Hochgebirge haben oft verschiedene Druckstufen durch verschieden hoch gelegene Speicher.
Ein ehemaliges KKW (Siedewasserreaktor) mit ~640MW hatte exakt einen Generator. Dort waren 15KV bei ~21KA als Daten drin. Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im Betrieb mit Wasserstoff gekühlt. Die "Leitungen" vom Generator zum Maschinentrafo waren aus Aluprofilen zusammen geschweißt und schon recht wuchtig.
Purzel H. schrieb: > Ich gehe davon aus, dass die Leistung auf > mehrere Generatoren aufgeteilt > wird,…. Also eher nur 300MW pro Maschine nein. einteilige Maschinensätze (Turbine-Generator) haben ungeheure Effizienzvorteile. Die schwarze Pumpe hat z.B. 2 Stk je 0,8 GW. Die letzte Generation Druckwasserreaktoren von Siemens hatte Maschinensätze von 1,48 GW. Da die Dampfparameter gering waren (67 bar/ 284 degC) war die Turbine recht gross. Die Schwarze Pumpe fährt dagegen 268 bar / 547 degC. Da macht die kleine Hochdruckturbine mehr Arbeit. Der Generator macht 1 GVA bei 27 kV.
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Schwarze Pumpe ist ein Kohlekraftwerk mit zwei Blöcken mit je 800MW. Also das übliche Gedöns zur Stromerzeugung, ein Kessel und ein Turbosatz pro Block, keine Abhängigkeiten oder Kreuzkupplungen zwischen den Blöcken. Evtl. Entnahme-Anzapfungen an den Turbinen zur Fernwärmeversorgung, aber mehr nicht. Dabei dürften diese Blöcke schon recht fortschrittlich sein, haben bestimmt einen Überhitzer (heißt der Frischdampf aus dem Kessel wird zur Wirkungsgradsteigerung weiter erhitzt) und einen Zwischenüberhitzer zwischen Hochdruck- und Mitteldruckturbine, was Verluste durch bereits dort kondensierenden Dampf weiter reduziert. Kernkraftwerke sind in ihren Höchsttemperaturen ziemlich begrenzt, die Reaktoren dürfen einfach keine so hohen Temperaturen fahren wie Kessel mit konventioneller Feuerung. Da wird der Dampf aus den Dampferzeugern (oder bei Siedewasserreaktoren direkt aus dem Reaktor) lediglich durch Wasserabscheider getrocknet und geht ohne Überhitzung auf die Hochdruck- und dann direkt weiter auf die Niederdruckturbinen und wird dort möglichst weit entspannt. Soweit ich weiß wurden Versuche gemacht, die Grund-Dampferzeugung mittels Kernreaktor und die Überhitzung mittels konventioneller Feuerung zu bewerkstelligen, aber ich glaube heute sind keine dieser Anlagen mehr in Betrieb.
Per Zufall diesen Thread gefunden. Per Zufall auch (die Bestätigung) gefunden dass das Schweizer KKW Leibstadt wirklich einen etwa 1100 MVA (1318, actually :) ) Generator hat wie in unserem Energietechnikskript stand (Quelle: "https://www.kkl.ch/fileadmin/seiteninhalt/Dateien/01_Unternehmen/E_Publikationen/technische_beschreibung_kkl.pdf";). OT: Jetzt möchte ich passend zum Thema "Grossgenerator" noch das Fass "Maschinentransformator" aufmachen. In der KKW Broschüre steht etwas von 3 Einphasentrafos mit je 500 MVA. Änliche Kraftwerke haben auch Trafos mit 320 MVA je Phase, oder 220 MVA, oder irgendwie soetwas. Aber gibt es auch DREIphasige Maschinen/Blocktransformatoren mit möglichst S > 500 MVA? Leider habe ich auf die Schnelle keine europäischen/deutschen Hersteller gefunden ausser SGB SMIT. Wer sonst noch stellt diese Trafos her? Eigentlich geht es mir nur um Gewichtsdaten (und ev. Wirkungsgrad, Kurzschlussspannung, ...). Vor noch einer fragt, nein ich habe nicht im Lotto gewonnen und will nicht so einen Trafo kaufen. Grüsse - Microwave
Sory, Nachtrag: Den Artikel im Wikipedia habe ich gesehen, leider ist keine Quelle für die Masse von > 500 t :( . Gerne würde ich Angaben anhand einer konkreten Quelle haben. Grüsse - Microwave
Die max. größe hängt vom Lichtraumprofil der Bahn ab (Transport). Es gibt auch 3Ph. Trafos > 500MVA. Hier ist ein interessanter Bericht vom Trafobrand in Krümmel (1300 MVA, 2 Trafos im Parallelbetrieb). https://www.spiegel.de/jahreschronik/a-521391.html
NichtWichtig schrieb: > Ein ehemaliges KKW (Siedewasserreaktor) mit ~640MW hatte exakt > einen Generator. > Dort waren 15KV bei ~21KA als Daten drin. > Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im > Betrieb mit Wasserstoff gekühlt. Interessant. Warum tut man das und dimensioniert die Schienen nicht von Anfang an größer so dass diese keine thermische Energie verschwenden?
Gibt es. Das Kernkraftwerk Brunsbüttel hatte nur einen Maschinentransformator und eine Leistung von 800MW. In den USA haben manche ihrer etwa 1GW starken Kernkraftwerke auch nur einen Maschinentransformator. Wegen des Aufbaus der Generatoren: Man erreicht irgendwann mechanische Grenzen der verwendeten Baustoffe. Üblicherweise laufen solche Turbosätze mit 3000U/min (für 50Hz), bei großen Atomkraftwerken geht das schon nicht mehr, die laufen mit 1500U/min. Ansonsten gibt's Probleme mit der Umlaufgeschwindigkeit der Blattspitzen der Turbinen und mit den Fliehkräften, die so eine Anlage spontan auseinanderbauen können. Die Läufer der Generatoren werden daher nahe des minimal erforderlichen Durchmessers ausgelegt sein.
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Philipp G. schrieb: > NichtWichtig schrieb: >> Ein ehemaliges KKW (Siedewasserreaktor) mit ~640MW hatte exakt >> einen Generator. >> Dort waren 15KV bei ~21KA als Daten drin. >> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im >> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt. > > Interessant. Warum tut man das und dimensioniert die Schienen nicht von > Anfang an größer so dass diese keine thermische Energie verschwenden? Weil dann auch der Generator größer wird, untransportierbar größer.
Hier mal ein paar Daten von einem der Generatoren des stillgelegten Kohlekraftwerks Moorburg: Bemessungsleistung: 1080000kVA Leistungsfaktor: 0,8 Ständerspannung: 27000V Ständerstrom: 23094A Frequenz: 50Hz Ständergewicht: 484000kg Erregerspannung: 669V Erregerstrom: 5352A Drehzahl: 3000 1/min Läufergewicht: 96300kg
Philipp G. schrieb: > NichtWichtig schrieb: >> Ein ehemaliges KKW (Siedewasserreaktor) mit ~640MW hatte exakt >> einen Generator. >> Dort waren 15KV bei ~21KA als Daten drin. >> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im >> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt. > > Interessant. Warum tut man das und dimensioniert die Schienen nicht von > Anfang an größer so dass diese keine thermische Energie verschwenden? Weil es die bessere Lösung ist. Wenn eine Anlage zu "kalt" bleibt, ist sie technisch wie ökonomisch überdimensioniert. Wenn gleich man immer versucht, die Verluste in Motoren und Generatoren zu minimieren, will und kann man sie nicht beliebig groß bauen.
NichtWichtig schrieb: > Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im > Betrieb mit Wasserstoff gekühlt. Hohl mag sein, aber Wasserstoff als Kühlmittel macht keinen Sinn - die mit H2 gegebenen Probleme will man sich nicht antun. Wassergekühlt mit ent-ionisiertem Wasser ggfs. schon möglicherweise denkbar.
Andrew T. schrieb: >> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im >> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt. > > Hohl mag sein, > aber Wasserstoff als Kühlmittel macht keinen Sinn - > die mit H2 gegebenen Probleme will man sich nicht antun. Macht man aber! https://de.wikipedia.org/wiki/Turbogenerator#K%C3%BChlung https://www.vaisala.com/de/industries-applications/power-industry-applications/hydrogen-cooled-generators https://myloview.de/bild-turbo-generator-mit-wasserstoffkuhlung-im-maschinenraum-des-kernkraftwerks-nr-5AF7037
Volker S. schrieb: > Kraftwerksblöcke haben typische Leistungen, Steinkohle z.B. max > 800MW, > das ist z.B. ein typischer Wert für Generatoren. Das macht Sinn, Unsinn dagegen ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Systemen.
Falk B. schrieb: > Philipp G. schrieb: >> NichtWichtig schrieb: >>> Ein ehemaliges KKW (Siedewasserreaktor) mit ~640MW hatte exakt >>> einen Generator. >>> Dort waren 15KV bei ~21KA als Daten drin. >>> Die Kupferschienen für den Generatorrotor waren hohl und wurden im >>> Betrieb mit Wasserstoff gekühlt. >> >> Interessant. Warum tut man das und dimensioniert die Schienen nicht von >> Anfang an größer so dass diese keine thermische Energie verschwenden? > > Weil es die bessere Lösung ist. Wenn eine Anlage zu "kalt" bleibt, ist > sie technisch wie ökonomisch überdimensioniert. Wenn gleich man immer > versucht, die Verluste in Motoren und Generatoren zu minimieren, will > und kann man sie nicht beliebig groß bauen. Besser heißt preiswerter in Geld.
Volker S. schrieb: > Kraftwerksblöcke haben typische Leistungen, Steinkohle z.B. max > 800MW, > > Weil dann auch der Generator größer wird, untransportierbar größer. Schau mal nach der größten Kanone im 2. WK. Die wurde auch transportiert.
Bin auch neugierig schrieb: > Schau mal nach der größten Kanone im 2. WK. Die wurde auch > transportiert. Frag mal die Niederländer, was bei solchen Transporten passieren kann.
Bin auch neugierig schrieb: > Volker S. schrieb: >> Kraftwerksblöcke haben typische Leistungen, Steinkohle z.B. max >> 800MW, >> > >> Weil dann auch der Generator größer wird, untransportierbar größer. > > Schau mal nach der größten Kanone im 2. WK. Die wurde auch > transportiert. https://de.wikipedia.org/wiki/38-cm-Kanone_Siegfried_(E)#/media/Datei:38cmSiegfried.jpg
Für die 294.000 Kilogramm schwere Kanone. Nicht nur die Grösse auch das Lichtraumprofil auf Schiene und Strasse spielt eine Rolle. Es gab einen Bereicht über den Transport einer WKA, 50km Luftlinie, 500km auf der Strasse.
Bin auch neugierig schrieb: >> Schau mal nach der größten Kanone im 2. WK. Die wurde auch >> transportiert. > > https://de.wikipedia.org/wiki/38-cm-Kanone_Siegfried_(E)#/media/Datei:38cmSiegfried.jpg Das war nicht die größte im 2. Weltkrieg, das war der schwere Gustav mit Kaliber 800mm. https://de.wikipedia.org/wiki/80-cm-Kanone_(E) Das Beste, das man aus dieser Geschichte, ebenso wie der der Bismarck oder Yamato lernen kann, ist daß Größenwahn tödlich ist.
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