Schutz bei Kurzschluss in elektrischen Anlagen (eBook)

Kurzschlussströme wirkungsvoll ausschließen

Dipl.-Ing. Karl-Heinz Kny (Autor)

Fachzeitschricht epElektropraktiker (Herausgeber)

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2018 | 3. Auflage
282 Seiten
HUSS-Medien Berlin (Verlag)
978-3-341-01644-2 (ISBN)

Infos

Kurzschlussströme wirkungsvoll ausschließen
Die 3., überarbeitete Auflage dieses erfolgreichen Fachbuchs richtet sich an alle Fachkräfte, die Starkstromanlagen im Mittelspannungs- und Niederspannungsbereich errichten, betreiben oder warten. Es bietet viele Anregungen , Lösungswege und Informationen für Planer und Praktiker, die Elektroenergieversorgungsnetze und -anlagen bezüglich des Kurzschlussschutzes auslegen und prüfen.

Die Veränderungen in der Netzstruktur durch immer mehr dezentrale Einspeiser erfordern anspruchsvollere Berechnungen. Deshalb wurde in dieser Auflage die Darstellung des Knotenpunktverfahrens wesentlich erweitert. Mit ihm können insbesondere Kurzschlussströme in vermaschten Netzen ohne Netzreduktion berechnet werden.
Zugunsten einer praxisnahen Darstellung wurde auf eine ausführliche Berechnung der Kurzschlussströme wurde - immer da wo es vertretbar ist - verzichtet. Die Berechnungswege sind aber so dargestellt, dass genauere Berechnungen nachvollzogen und durchgeführt werden können. Die neuen Festlegungen der DIN VDE 0102-0 wurden berücksichtigt.

Inhalt

Vorwort 6
Inhalt 8
Zur Arbeit mit dem Buch 13
1 Fu?r wen dieses Fachbuch geeignet ist 14
2 Wie wichtig ist der Schutz bei Kurzschlussfu?r Planer, Errichter und Pru?fer? 14
3 Der Kurzschluss in elektrischen Anlagenund Netzen 17
3.1 Kurzschlussvorgang und Kurzschlussgrößen 17
3.1.1 Was ist unter dem Begriff „Kurzschluss“ zu verstehen? 17
3.1.2 Quellen fu?r Kurzschlussströme 18
3.1.3 Kurzschlussarten 19
3.1.4 Zeitlicher Verlauf des Kurzschlussstromes 20
3.1.5 Generatornaher und generatorferner Kurzschluss 22
3.2 Kurzschlussströme im Mittelspannungs- undNiederspannungsnetz 23
3.2.1 Ermittlung der Kurzschlussströme: Notwendigkeit undMöglichkeiten 23
3.2.2 Angabe der Kurzschlussströme durch das EVU 23
3.2.3 Kurzschlussberechnungen nach DIN VDE 0102 –Methodik und Verfahren der Kurzschlussberechnung 24
3.2.4 Charakteristische Kurzschlussgrößen 29
3.2.5 Berechnung größter und kleinster Kurzschlussströme 38
3.2.6 Merksätze zur Kurzschlussberechnung 39
3.3 Berechnung der Kurzschlussströme 40
3.3.2 Ermittlung der Kurzschlussimpedanz 40
3.3.2.1 Ermittlung der Kurzschlussimpedanz bis zur Fehlerstelle 41
3.3.2.2 Ermittlung der Kurzschlussimpedanz bei Netzeinspeisung 43
3.3.2.3 Kurzschlussimpedanz von Synchrongeneratoren 46
3.3.2.4 Kurzschlussimpedanz von Windkraftanlagen 50
3.3.2.5 Kurzschlussimpedanz von Transformatoren 50
3.3.2.6 Kurzschlussimpedanz von Leitungen und Kabeln 55
3.3.2.7 Kurzschlussimpedanz von Freileitungen 63
3.3.2.8 Kurzschlussimpedanz von Asynchronmotoren 64
3.3.2.9 Kurzschlussimpedanz von Begrenzungs-Drosselspulen 67
3.3.2.10 Messung der Kurzschlussimpedanz 67
3.3.3 Kurzschlussströme von Erzeugern und Motoren 69
3.3.3.1 Synchrongeneratoren 69
3.3.3.2 Kurzschlussströme u?ber Vollumrichter(Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen) 74
3.3.3.3 Berechnung der Kurzschlussströme durch Asynchronmotoren 75
3.3.3.4 Kurzschlussströme bei mehrseitiger Speisung 80
3.3.3.5 Kurzschlussströme bei Netzersatzbetrieb 80
3.3.3.6 Berechnung der Kurzschlussströme bei zusätzlichenSicherheitsstromversorgungsanlagen (ZSV) fu?r Krankenhäuserund Praxisräume 87
3.3.4 Kurzschlussströme in Netzen 92
3.3.4.1 Kurzschlussströme im Strahlennetz 92
3.3.4.2 Berechnung der Kurzschlussströme im Ringnetz bzw.bei mehrfacher Speisung 94
3.3.4.3 Berechnung der Kurzschlussströme im Maschennetz 97
4 Einrichtungen zum Schutz bei Kurzschluss 113
4.1 Leitungsschutzsicherungen 113
4.2 Leitungsschutzschalter 123
4.3 Motorschutzschalter 129
4.4 Leistungsschalter mit Kurzschlussauslöser 131
5 Schutz bei Kurzschluss durch Kurzschlussfestigkeitder elektrischen Anlagen 134
5.1 Was bedeutet Kurzschlussfestigkeit? 134
5.2 Maßgebliche Kurzschlussarten und -ströme 134
5.3 Begrenzung der Höhe und Dauer der Kurzschlussströme 135
5.4 Bemessung der Betriebsmittel und Anlagenauf Kurzschlussfestigkeit 136
5.4.1 Bemessungskriterien 136
5.4.2 Bemessung auf mechanische Kurzschlussfestigkeit 137
5.4.3 Bemessung auf thermische Kurzschlussfestigkeit 138
5.4.4 Kurzschlussfestigkeit durch ausreichendes Schaltvermögen 138
5.5 Nachweis der Kurzschlussfestigkeit von elektrischen Anlagen 139
5.5.1 Nachweis der Kurzschlussfestigkeit von Betriebsmitteln 139
5.5.2 Schutz bei Kurzschluss von Kabeln und Leitungen 140
5.5.3 Stromschienensysteme 166
5.5.4 Erdungsleiter, Schutzleiter und Potentialausgleichsleiter 170
5.5.5 Schaltgeräte und -Schaltgerätekombinationen 172
5.5.6 Stromwandler 180
5.5.7 Verteilungstransformatoren 181
5.5.8 Schutz durch kurzschluss- und erdschlusssicheres Verlegen 187
5.5.9 Schutz bei Kurzschluss in Hilfsstromkreisen 188
5.6 Gru?nde fu?r den Verzicht auf den Schutz bei Kurzschluss 188
6 Schutz bei Kurzschluss durch Selektivitätund Back-up-Schutz 190
6.1 Selektivitätskriterien 190
6.2 Selektivität in Mittelspannungsnetzen 191
6.3 Selektivität in Niederspannungsnetzen 192
6.3.1 Anordnung und Auswahl von Schutzeinrichtungen 193
6.3.2 Selektivität bei Kombinationen von Schutzeinrichtungen 194
6.3.3 Kurzschlussschutz durch Back-up-Schutz 205
7 Schutz bei Kurzschluss beim Anschlussan das Niederspannungsnetz (TAB 2007) 208
7.1 Was muss u?berpru?ft werden? 208
7.2 Technische Anschlussbedingungen fu?r den Anschlussan das Niederspannungsnetz (TAB 2007) 208
8 Pru?fung des Schutzes bei Kurzschluss 211
9 Komplexes Beispiel zum Schutzbei Kurzschluss 217
9.1 Netzbeispiel 217
9.2 Mittelspannungsringnetz und -schaltanlage 217
9.2.1 Kurzschlussströme fu?r den Nachweis der Kurzschlussfestigkeit 217
9.2.1.1 Berechnung des größten Anfangskurzschlusswechselstromes 220
9.2.1.2 Stoßkurzschlussstrom in der Schaltanlage/Sammelschiene 222
9.2.1.3 Thermisch gleichwertiger Kurzschlussstrom 223
9.2.1.4 Sammelschienenkurzschluss 223
9.2.1.5 Ausschaltwechselstrom 224
9.2.2 Nachweis der Kurzschlussfestigkeit 224
9.2.2.1 Kurzschlussfestigkeit der Schaltanlage 225
9.2.2.2 Kurzschlussfestigkeit der Leistungsschalter 225
9.2.2.3 Kurzschlussfestigkeit der Stromwandler 226
9.2.2.4 Kurzschlussfestigkeit des Kabels im Ringnetz 226
9.2.3 Berechnung der Ströme zur Festlegung der Einstellwerteder Überstromrelais 227
9.2.3.1 Kleinster Kurzschlussstrom im Ringnetz 227
9.2.3.2 Größter Betriebsstrom bei einseitiger Speisung 228
9.2.4 Kurzschlussleistungen in der Mittelspannungsschaltanlageder Station E 229
9.3 Niederspannungsschaltanlage, Verteilungen und Strahlennetz 230
9.3.1 Aufgabenstellung 230
9.3.2 Berechnung der Kurzschlussströme 232
9.3.2.1 Ermittlung der Kurzschlussimpedanzen fu?r den Abzweig A 233
9.3.2.2 Berechnung der Kurzschlussströme fu?r die Niederspannungsverteilungund den Abzweig A 235
9.3.3 Kurzschlussanteile durch Eigenerzeuger oderAsynchronmotoren 243
9.3.4 Nachweis der Kurzschlussfestigkeit 244
9.3.5 Überpru?fung der Selektivität 250
9.3.6 Kurzschlussberechnungen und Nachweise mit INSTROM 256
Anhang 262
Literatur-, Normen- und Quellenverzeichnis 273
Index 279

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 16.1.2018
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• ISBN-10: 3-341-01644-9 / 3341016449
• ISBN-13: 978-3-341-01644-2 / 9783341016442