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Schutz bei Kurzschluss in elektrischen Anlagen

Kurzschlussströme wirkungsvoll ausschließen

Autor	Dipl.-Ing. Karl-Heinz Kny
Verlag	HUSS-Medien Berlin
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	282 Seiten
ISBN	9783341016442
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	34,80 EUR

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.

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Inhaltsverzeichnis

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

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