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 |