Netzstudie Allgemeine Informationen

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- Netzstudie : Allgemeine Informationen
job.no. TE-00-100 -
Netzstudie
Allgemeine Informationen
Autor:
Dipl.-Ing. Ingo Kühnen
___________________________
Woodward Power Solutions GmbH
Krefelder Weg 47
47906 Kempen, Germany
Kempen, 16.04.2010
Allgemeine Informationen zu Netzstudien_D_20100416.docx
Seite 1
1.
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Möglicher Leistungsumfang der Netzstudie
Die Aufgabe einer Netzstudie besteht generell in der Analyse des Netzes hinsichtlich des
Lastflusses, der Kurzschlussfestigkeit, Schutzansprechsicherheit und Selektivität.
Das Ergebnis dieser Analyse beinhaltet die Festlegung der Netztopologie, der allgemeinen
Betriebszustände sowie die Überprüfung der Dimensionierung der Netzelemente und der
Schutzgeräteeinstellungen des Netzes.
Die Analyse besteht aus den folgenden Schritten:
− Zusammenstellung der erforderlichen Netzdaten für die Berechnungen
− Beurteilung der bestehenden Netzstruktur hinsichtlich der Zuverlässigkeit der
Energieversorgung
− Lastflussberechnung für verschiedene Netzkonstellationen und Lastzustände mit
Überprüfung des Belastungsvermögens der Netzzweige und des Spannungsniveaus der
Netzknoten
− Berechnung der Fehlerströme an den Netzknoten und in den Netzzweigen für den
- symmetrischen dreiphasigen maximalen Kurzschluss zur Überprüfung der
Dimensionierung der Netzelemente
- unsymmetrischen zweiphasigen minimalen Kurzschluss um die Einstellungen der
Schutzgeräte zu bestimmen und die Selektivität zu überprüfen
- unsymmetrischen einphasigen maximaler und minimaler Erdschluss
bei verschiedenen Netzkonstellationen
− Überprüfung der Dimensionierung des Netzes und dessen Netzelemente
− Festlegung und gegebenenfalls Verbesserung der Netzstruktur inklusive des
Erdungssystems und des Netzbetriebes
− Festlegung und gegebenenfalls Verbesserung des Schutzkonzeptes inklusive der
Selektivität und der Schutzgeräteeinstellungen
− Einstellung der Schutzgeräte
− Überprüfung der Selektivität des Netzes
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Allgemeines zum Netzberechnungsprogramm Power Factory
Die Netzstudie ist unterteilt in die Hauptkapitel „Lastflussstudie“ und „Kurzschlussstudie“
unter Berücksichtigung der Einflüsse der unterschiedlichen Netztopologien und
Betriebszustände sowie in das Hauptkapitel „Netzschutz“, welches die Verifizierung des
Schutzkonzeptes und die Ermittlung der Schutzeinstellungen beinhaltet.
Die Computerberechnungen werden mit dem Programm „Power Factory“ der Fa. DigSilent
durchgeführt. Dabei handelt es sich um ein Programmsystem für die Analyse und
Ausbauplanung von elektrischen Übertragungs- und Verteilungsnetzen.
Durch die im Programm verwendeten iterativen und komplexen Berechnungsmethoden
erhält man sehr gute Ergebnisse mit genügender Genauigkeit.
Programmkapazität und Einschränkungen :
− Die Software kann Netze mit maximal 10000 Betriebsmitteln berechnen. Alle
Einspeisungen und Motoren an den Sammelschienen werden als
Konstantleistungsknoten abgebildet, Lasten und Kompensationen als
Konstantimpedanzknoten.
− Grundsätzlich können Drehstromnetze für Spannungen von 110V bis 400kV und mit
Frequenzen von 50Hz und 60Hz berechnet werden.
− Die Sternpunktbehandlung kann nur auf einer Seite des Transformators durchgeführt
werden.
− Sternpunktbildner sind durch sekundärseitig offene Transformatoren darzustellen.
− USV - Anlagen und Black Starter werden nicht in die Berechnung integriert.
Mit Hilfe dieses Programms können folgende Berechnungen durchgeführt werden :
− Lastflussberechnungen
Ergebnis: Spannungs- und Belastungsprofile
− Kurzschluss- und Erdschlussberechnungen
Ergebnis: minimale und maximale Fehlerströme
Alle Ergebnisse sind als Ausdruck in Listenform verfügbar. Die wichtigsten Ergebnisse werden
direkt in die Netzgrafik eingeblendet. Überschreitungen der vorgewählten Grenzwerte bei den
Betriebsmitteln werden dabei deutlich kenntlich gemacht.
Die notwendigen Daten der Netzelemente sind vom Kunden zur Verfügung zu stellen. Bei der
Datenermittlung ist Woodward Power Solutions gerne behilflich. Fehlende Daten können auf
Wunsch abgeschätzt werden.
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3.
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Lastflussstudie
Folgende Punkte der Lastflussberechnung müssen bei jeder Netzstudie untersucht werden:
− Unzulässige Abweichungen der berechneten Knotenspannungen von den
Nennspannungen ergeben sich aus den Spannungsprofilen.
− Unzulässige Abweichungen der berechneten Zweigströme von den Nennströmen bzw.
vom Belastungsvermögen ergeben sich aus den Belastungsprofilen.
− Max. Betriebsströme werden zur Überprüfung von Schutzgeräteeinstellungen benötigt.
− Die Berechnung der gesamten Verluste sowie die Verteilung der Blindleistung des Netzes
erfolgt für jeden Lastzustand. Kritische Werte dürfen nicht überschritten werden. Der
Blindleistungsbedarf des Netzes ist im günstigsten Fall von den Generatoren abzudecken.
− Belastung der einzelnen Netzzweige zur Beurteilung der Effektivität des Netzes.
Zum Programm „Power Factory“ sei bezüglich der Lastflussberechnung folgendes gesagt:
− Das Berechnungsverfahren arbeitet nach dem Verfahren der komplexen Stromiteration
(Newton-Rapson) mit konstanten Leistungen (Motoren, Generatoren) und konstanten
Impedanzen (Lasten), wobei ein Netzknoten als Bezugsknoten (Slack-Knoten)
ausgewählt werden muss. Für diesen Knoten wird die Spannung auf einen festen Wert
gelegt. Alle übrigen Spannungen im Netz berechnen sich hiernach. Deshalb sollte der
Bezugsknoten der Knoten mit der größten Einspeisung bzw. konstantesten Spannung
sein.
− Einspeisungen und Motoren werden als Konstantleistungsknoten behandelt.
− Lasten und Kompensationen werden als Konstantimpedanzknoten abgebildet.
− Es können folgende Berechnungen für unterschiedliche Betriebszustände, Lastzustände
und Schaltzustände durchgeführt werden :
- Spannungsverteilung im Netz mit Angabe der Knotenspannungen
- Lastverteilungen im Netz mit Wirk-, Blind- und Scheinleistungen, Strömen und
Leistungsfaktor induktiv oder kapazitiv
- Ströme und Auslastungen auf Freileitungen, Kabeln und Transformatoren
- Leistungsverluste der Netzelemente
- relative Auslastung der Netzelemente
- relative Spannungsabfall an den Netzelementen
- Leistungsfaktor der Einspeisung
- Spannungsprofil als Diagramm für alle Netzknoten
- Belastungsprofil als Diagramm für alle Netzzweige
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4.
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Kurzschlussstudie
Die Berechnung der Kurzschlussströme erfolgt nach dem Standard IEC 60909 „Short-circuit
current calculation on three-phase a.c. systems“.
Im Rahmen der Kurzschlussstudie werden die folgenden Kurzschlussarten berechnet :
- der dreipolige Kurzschluss als maximaler Kurzschluss:
I“K,max,3pol
- der zweipolige Kurzschluss als minimaler Kurzschluss:
I“K,min,2pol
- der einpolige Kurzschluss als maximaler Erdschluss:
I“K,max,1pol
- der einpolige Kurzschluss als minimaler Erdschluss:
I“K,min,1pol
Der einpolige Kurzschluss bzw. Erdschluss stellt in der Praxis den häufigsten Fehlerfall dar.
Er ist im starken Maße abhängig vom Nullsystem des Netzes, wobei die Nullimpedanzen
durch die folgenden Punkte bestimmt werden :
- Methode der Sternpunktbehandlung von Generatoren und Transformatoren
- Methode der Erdung der Kabelschirme
- Ausdehnung des Netzes (bei Kabelnetzen relevant)
Im Fall eines wirksam geerdeten Netzes wie starr oder niederohmig geerdete Netze
verursacht der einpolige Fehler hohe Ströme
⇒ einpoliger Kurzschluss.
Im Fall eines nicht wirksam geerdeten Netzes wie hochohmige oder isolierte Netze
verursacht der einpolige Fehler geringe Ströme
⇒ Erdfehler.
Normalerweise führt der dreipolige Kurzschluss zu den höchsten Kurzschlussströmen.
Nur bei nicht wirksam geerdeten Netzen und Kurzschlüssen nahe der Netzelemente, die
niederohmig geerdet sind (z. B. Dyn1 Transformator mit starr geerdetem Sternpunkt) kann
der einpolige Kurzschlussstrom höher sein, als der dreipolige Kurzschlussstrom.
Für die Berechnung der Kurzschlussströme werden folgende Ströme unterschieden :
- der maximale Kurzschlussstrom und
- der minimale Kurzschlussstrom.
Der maximale Kurzschlussstrom bestimmt die Auswahl und Dimensionierung der
elektrischen Betriebsmittel und Einrichtungen hinsichtlich mechanischer und thermischer
Festigkeit. Hierbei sind die Stoßkurzschlussströme ip, die Ausschaltströme Ia und die
thermisch wirksamen Kurzzeitströme Ith von Bedeutung.
Der minimale Kurzschlussstrom stellt eine Grundlage für die Auswahl und
Ansprechsicherheit der Schutzeinrichtungen dar. Hierbei sind die
Anfangskurzschlusswechselströme I“k für die Anregung der Schutzgeräte und die max.
Betriebsströme Iop,max für die Ansprechsicherheit der Schutzgeräte von Bedeutung.
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Die Netztopologie wird bestimmt von den folgenden Punkten :
- Anzahl der Netztransformatoren
- Anzahl der Generatoren
- Zustand der Kuppelschalter
Für geeignete Betriebskonfigurationen, die sich aus diesen unterschiedlichen Netztopologien
ergeben, erfolgt dann die Berechnung des Lastflusses und der Kurzschlüsse.
Im folgenden werden Kriterien genannt, die bei der Auswahl der geeigneten
Netzbetriebskonfigurationen herangezogen werden :
− Maximale Kurzschlussströme (dreipolige und einpolige Kurzschlüsse) erhält man bei
a) minimalen Netzimpedanzen und
b) maximaler Kurzschlussleistung der einspeisenden Elemente
Diese maximalen Kurzschlussströme werden benötigt, um die Dimensionierung des
Systems und der Geräte hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit zu überprüfen.
− Minimale Kurzschlussströme (zweipolige und einpolige Kurzschlüsse) erhält man bei
a) maximalen Netzimpedanzen und
b) minimaler Kurzschlussleistung der einspeisenden Elemente
Diese minimalen Kurzschlussströme werden benötigt, um die Ansprechsicherheit der
Schutzgeräte zu überprüfen.
Unzulässige Spannungsdifferenzen an Netzknoten sowie unzulässig hohe Betriebsströme in
den Netzzweigen sind sowohl von der Verbraucherlast als auch von der Einspeiseleistung
abhängig.
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Zum Programm „NEPS-W“ sei bezüglich der Kurzschlussberechnung folgendes gesagt:
− Die Berechnung erfolgt mit Hilfe der Methode der symmetrischen Komponenten in
komplexer Darstellung der Betriebsmittelimpedanzen.
− Die Berechnung der maximalen und minimalen Kurzschlussströme basiert auf der
Methode der Ersatzspannungsquelle am Kurzschlussort. Die Kurzschlussströme
berechnen sich zu:
IK" =
I“K:
mit
UN/√3:
ZK:
c:
c ⋅ UN
3 ⋅ ZK
Anfangskurzschlusswechselstrom
Strang-Nennspannung des Systems
Kurzschlussimpedanz am Fehlerort
Spannungsfaktor gemäß Tabelle 4-1
− Bezogen auf die Kurzschlussstelle werden die Anfangskurzschlusswechselströme der drei
Phasen berechnet, und zwar für alle Netzelemente.
Weiterhin werden der Stoßkurzschlussstrom ip, der Ausschaltkurzschlussstrom Ia, die
Abschaltleistung Sa (bei 100ms, Vollpolgenerator) und das Verhältnis X0 / X1 an der
Fehlerstelle berechnet. Beim einpoligen Kurzschluss wird zusätzlich der Erdfehlerfaktor fe
als Verhältnis der Leiterspannungen vom gesunden Leiter zur Leiternennspannung bei
unsymmetrischen Fehlern, das Verhältnisses X0/X1 am Kurzschlussort zur Bestimmung
der wirksamen Sternpunkterdung und die Kurzschlussspannung UK an allen Knoten
bestimmt.
Nennspannung
UN
Spannungsfaktor c für folgende Berechnungen
Maximaler Kurzschlussstrom
cmax
Minimaler Kurzschlussstrom
cmin
230V/400V
1.00
0.95
andere Niederspannungen
1.05
1.00
Mittelspannung und
Hochspannung
(1kV ≤ UN ≤ 380kV)
1.10
1.00
Niederspannung
(UN≤1kV)
Tab.: 4-1 Spannungsfaktor cmax und cmin
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5.
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Netzschutz
Die Einstellung der Überstromzeitrelais muss gemäß den Verhältnissen, wie im Bild 5-1
dargestellt, erfolgen.
I
Ith,N
I“K,max
I“K,min
I>>
I>
IN
IOp,max
I(t)
t
Δt<t>
Δt=t>
Δt=t>>
Bild 5-1 Funktion I(t) bei Überstrom- und Kurzschlussstromauslösung
mit
I(t):
Iop,max:
IN:
I“K,min:
I“K,max:
Ith,N:
I>:
I>>:
t>:
t>>:
Ist-Strom
maximaler Betriebsstrom des Netzzweiges
Nennstrom des Netzzweiges (Kabel, Transformator etc.)
minimaler Kurzschlussstrom des Netzzweiges
maximaler Kurzschlussstrom des Netzzweiges
Bemessungs-Kurzzeitstrom des Netzzweiges
eingestellter Überstromauslösewert
eingestellter Kurzschlussstromauslösewert
eingestellte Ansprechzeit für die Überstromauslösung
eingestellte Ansprechzeit für die Kurzschlussstromauslösung
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Dreipolige Überströme I> und Kurzschlüsse I>>
Das Schutzsystem des Netzes muss so ausgelegt sein, dass im Falle eines Kurzschlusses
nur das fehlerhafte Netzelement selektiv abgeschaltet wird und nach Möglichkeit keine
benachbarten Netzelemente, so dass der Betrieb der gesunden Netzelemente möglichst
ungestört weitergeführt werden kann.
Bei starr geerdeten Netzes ist der Ansprechstrom jedes Netzelementes maßgeblich wichtig,
um die Selektivität des Netzes zu erreichen. Zusätzlich erhöhen die Auslösezeiten die
Selektivitätsperformance.
Die Ansprechströme des Schutzgeräte müssen über dem normalen Betriebsstrom Iop,max
und unter dem minimalen Kurzschlussstrom I“K,min eingestellt werden, um ein sicheres
Anregen der Schutzrelais zu gewährleisten, wie dem Bild 5-1 entnommen werden kann.
Die Ansprechwerte für die Einstellung des Überstromschutzes müssen so gewählt werden,
dass ein kurzes Überschreiten des Stromsprechwertes I> noch nicht zu einer Auslösung des
Schutzgerätes führt, wogegen ein längeres Überschreiten dieses Wertes I> zu einer
Auslösung führen muss. Insbesondere zum Maschinenschutz (Generator, Transformator
etc.) setzt man häufig abhängige Überstromrelais ein, bei denen der Überstromschutz durch
verschiedene Auslösekennlinien eingestellt werden kann. Diese Kennlinien lassen sich
verschieben, wodurch ein Strom-Zeit Staffelschutz möglich ist. Näheres zu den Einstellungen
der Schutzgeräte ist den entsprechenden Beschreibungen des Herstellers zu entnehmen.
Typische Einstellwerte sind : 1.05⋅IN (für Generator-, Netztransformatorschutz, etc.)
1.10⋅IN (für Kupplungs-, Abgangsschutz, etc.)
Die Ansprechwerte für die Einstellung des Kurzschlussschutzes müssen so gewählt werden,
dass ein kurzes Überschreiten des Stromansprechwertes I>> möglichst schnell zu einer
Auslösung des Schutzgerätes führt, aber unter Berücksichtigung der erforderlichen
Selektivität.
Die Ansprechwerte für den Überstromschutz I> und den Kurzschlussschutz I>> werden durch
die folgenden Faktoren begrenzt :
− nach oben
durch den minimalen Kurzschlussstrom des Netzelementes
− nach unten
durch den maximalen Betriebsstrom Iop,max des Netzelementes,
um eine Auslösung durch den normalen Betrieb zu vermeiden und
durch den minimalen Kurzschlussstrom I“K,min des benachbarten
Netzelementes, um eine Auslösung beim Kurzschluss eines
benachbarten Netzelementes zu vermeiden.
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Es gilt allgemein :
Iop,max <
I>
<
I>> <
I K" , 2 p min ( ≈ I K" ,3 p max ⋅
3
)
2.2
Grenzen für die Einstellbereich liegen erfahrungsgemäß wie folgt :
2⋅Iop,max <
I>> <
2 "
2
3
⋅ I K , 2 p min ( ≈ ⋅ I K" ,3 p max ⋅
)
3
3
2.2
Die Ansprechzeiten für die Überstromauslösung t> und für die Kurzschlussstromauslösung
t>> werden durch die nachstehenden Punkte beschränkt :
− nach unten
durch die maximale Abschaltzeit ta des Schaltorgans
(Leistungsschalter),
durch die thermischen Kurzschlussströme der Netzelemente in den
Netzzweigen (Kabel und Transformatoren)
durch das Kurzschlussvermögen der speisenden Netzelemente
(Netztransformatoren und Generatoren)
− nach oben
durch die niedrigste Zeiteinstellung der Schutzeinrichtung des
übergeordneten Netzes.
Die Auslösezeiten der Schutzgeräte sollten sich in Richtung der speisenden Netzelemente
(Netztransformatoren und Generatoren) erhöhen. Das hat kurze Auslösezeiten an den
Verbrauchern aber längere Auslösezeiten in der Nähe der speisenden Netzelemente zur
Folge, die in de Regel die höchsten Kurzschlussstromlieferanten sind.
Die Staffelzeiten Δt zwischen den Schutzeinrichtungen dienen dazu, eine Selektivität
innerhalb der Station zu erreichen. Sie werden durch die Schutzrelaiseigenzeiten, die
Abschaltzeiten der Schaltorgane, sowie durch die Toleranz- und Sicherheitszeiten bestimmt.
Die Staffelzeiten sollten Δt=0.1s nicht unterschreiten.
t = tStart + n ⋅ Δt
mit
tStart :
Anfangszeit kleiner der Abschaltzeit des ersten Auslöseelementes
Δt :
Staffelzeit
n:
Netzebene (n = 1, 2, 3, ...); klein Zahl bedeutet kurze Auslösezeit
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Die Grenzen der (UMZ-) Schutzgeräte können dem Beispiel aus Bild 5-2 entnommen
werden:
t
s
0.02
t>
4.0
260
0.03
1.0
t>>
2.0
40
0.03
I>
I>>
I
IN
IN
IN
Bild 5-2 Grenzen der UMZ-Schutzgeräteeinstellungen
Die Grenzen der UMZ-Schutzgeräteeinstellungen erhält man aus dem Datenblatt des
Schutzgeräteherstellers. Die tatsächlichen Grenzen ergeben sich aus den maximalen
Betriebsströmen Iop,max der Lastflussstudie und aus den minimalen Kurzschlussströmen I“K,min
der Kurzschlussberechnung.
Einpolige Kurzschlüsse I> und I>> auf der Niederspannungsseite
Die Behandlung der einpoligen Kurzschlussströme kann mit dem normalen Überstromschutz
I>> und Kurzschlussstromschutz I>> erfolgen. Das betrifft alle einpolige Kurzschlüsse auf der
Niederspannungsseite, da das zugehörige Erdungssystem mittels der Sternpunkte der
Netztransformatoren und Generatoren oder separater Sternpunktbildner zumeist starr
geerdet ist.
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Erdschlussströme IE> und IE>> auf der Mittelspannungsseite
Die Behandlung der Erdschlussströme wird ausgeführt mit dem Erdschlussüberstromschutz
IE> und dem Erdschlusskurzschluss IE>>. Die Einstellung dieser Stromansprechwerte IE> und
IE>> wird unter Berücksichtigung der folgenden Punkte gemacht :
a) Verfügbarkeit : Die Anregung des Schutzrelais für das fehlerhafte Netzelement findet
statt, falls :
Ipu < IE,faulty,min - 25%
b) Sicherheit :
Die Anregung des Schutzrelais für das gesunde Netzsegment findet
nicht statt, falls :
Ipu > IE,heathly,max + 25%
Weiterhin gilt das folgende zur Erfassung der minimalen Erdschlussströme des fehlerhaften
Netzelementes IE,faulty,min :
⇒
IE,faulty,min > IE,healthy,max + 25%
Das betrifft Erdschlüsse auf der MV - Seite, wenn das betreffende Erdungssystem aus einer
niederohmigen Erdung via Erdungswiderstand besteht. Dieser resultierende Strom definiert
den gesamten Erdschlussstrom auf der MV - Seite, da er sich hierbei entgegen der anderen
Null - Impedanzen des Netzes um eine niederohmige Erdung handelt. Einflüsse der
Hochspannungsseite bleiben unberücksichtigt, da die Nullimpedanzen nicht über die Delta Wicklung des Netztransformators übertragen werden.
Der maximale Erdschlussstrom, der nur durch die Kabelkapazitäten des MV - Netzes
verursacht wird, kann wie folgt berechnet warden :
I E ,healthy ,max ≈ 3 ⋅ U Δ ⋅ ω ⋅ ∑ C 0
In erster Näherung dient die folgende Abschätzung für jedes Sammelschienensystem :
I E ,healthy ,max =
mit
5 A ⋅ Σl
1000m
Σ l = Summe der Kabellängen (in m) aller Mittelspannungskabel des
betreffenden Sammelschienensystems
Wenn die Kabellängen der Stationskabel (Netztransformator-, Stationstransformator-,
Generatorkabel und Kabel zum Erdungswiderstand) nicht zu hoch sind (<= 5% des
Nennstroms des Erdungswiderstandes) kann der Einfluss dieser Kabelkapazitäten
vernachlässigt werden.
Seite 12
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6.
Notwendige Daten der Netztopology (für die Lastfluss- und Kurzschlussstudie)
6.1.
Übersichtsschaltbild mit allen erforderlichen Netzelementen unter Berücksichtigung folgender
Punkte zur Bestimmung der maximalen und minimalen Kurzschlussströme und des
maximalen Lastflusses :
-
maximale und minimale Netztopology mit allen möglichen Betriebszuständen,
d.h. max. und min. Anzahl der Netzelemente, die gleichzeitig den Kurzschluss speisen
können wie Netzeinspeisung, Generatoren , Mittelspannungsmotoren
-
minimale and maximale Netzimpedanzen, d.h. max. und min. Anzahl der existierenden
Doppel- und Ringleitungen und Kabel
6.2.
6.3.
Netzeinspeisung (beim lokalen EVU erhältlich)
max. Kurzschlussleistung :
SQ,max“
(in MVA)
min. Kurzschlussleistung :
SQ,min“
(in MVA)
Generatoren (beim Generatorhersteller erhältlich)
Nenn-Bemessungsspannung
UG
(in V)
Nenn-Scheinleistung :
SG
(in kVA)
Nenn-Leistungsfaktor :
cos ϕG
rel. Subtransientenreaktanz :
x d“
(in %)
Resistanz :
R1“
(in Ω)
Reaktanz :
Xd“= X1“
(in Ω)
Resistanz :
R0“
(in Ω)
Reaktanz :
X0“
(in Ω)
Subtransientenimpedanzen
- des Mitsystems :
- des Nullsystems :
Sternpunktbehandlung :
mit Angabe der Daten der Sternpunktelemente
Zulässige Grenzen für Kurzzeit und Dauerbetrieb
Seite 13
6.4.
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Synchronmotoren (falls vorhanden) insbesondere auf der Mittelspannungsebene
- Auf der Niederspannungsebene können Motoren an einer Sammelschiene auch
zusammengefasst werden.
- Unterschreitet die Gesamtleistung aller Motoren 5% der Gesamt-Einspeiseleistung,
so kann der Einfluss der Motoren auf den Kurzschluss vernachlässigt werden.
Nenn-Bemessungsspannung :
UM
(in V)
aufgenommene Scheinleistung :
SM,elektr.
(in kVA)
cos ϕM
rel. Subtransientenreaktanz :
x d“
(in %)
Resistanz :
R1“
(in Ω)
Reaktanz :
Xd“= X1“
(in Ω)
Resistanz :
R0“
(in Ω)
Reaktanz :
X0“
(in Ω)
- des Mitsystems :
- des Nullsystems :
Zulässige Grenzen für Kurzzeit und Dauerbetrieb
6.5.
Asynchronmotoren für jeden Abgang
- Auf der Niederspannungsebene können Motoren an einer Sammelschiene auch
- Unterschreitet die Gesamtleistung aller Motoren 5% der Gesamt-Einspeiseleistung, so
kann der Einfluss der Motoren auf den Kurzschluss vernachlässigt werden.
6.6.
UM
(in V)
aufgenommene Scheinleistung :
SM,elektr. (=Pab / (η cos ϕM ))
(in kVA)
cos ϕM
Anlaufstrom :
Ian (ca. 5-6 x IM)
(in A)
Sonstige Lasten (nicht-motorische Verbraucher) für jeden Abgang
- Auf der Niederspannungsebene können Lasten an einer Sammelschiene auch
6.7.
UL
(in V)
Wirkleistung :
PL
(in kW)
Blindleistung :
QL
(in kVAr)
Gleichzeitigkeitsfaktor aller Verbraucher bezüglich der Punkte 6.4, 6.5, and 6.6
Anderenfalls müsste für jede Verbrauchergruppen angegeben werden, welche Verbraucher
zur gleichen Zeit betrieben werden.
Seite 14
6.8.
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Transformators
Schaltgruppe (z. B.: Dyn5) :
Primär-Oberspannung :
U1T
(in V)
Sekundär-Unterspannung :
U2T
(in V)
Scheinleistung :
ST
(in kVA)
Eisen-Leerlauf-Kurzschlussverluste :
Po = Vo
(in kW)
Kupfer-Kurzschlussverluste:
PK = VK
(in kW)
relative Kurzschlussspannung
uK
(in %)
Resistanz :
R0
(in Ω)
Reaktanz :
X0
(in Ω)
Resistanz :
R1
(in Ω)
Reaktanz :
X1
(in Ω)
- des Nullsystems :
- des Mitsystems (falls vorhanden) :
Einstellung der Transformatorstufenschalter und die Transformatorübersetzung ü = U1T / U2T
Zulässige Grenzen für Kurzzeit- und Dauerbetrieb
Seite 15
6.9.
job.no. TE-00-100 -
Kabel und Leitungen (beim Kabelhersteller erhältlich) für das MV - System (komplett) und
das LV System (nur Hauptzuleitungskabel)
Da Kabel in der Regel eine dämpfende Wirkung auf den Kurzschlussstrom haben, sollten
diese in der Kurzschlussstudie berücksichtigt werden.
- Mittelspannungskabelangaben sollten vorliegen
- Niederspannungskabelangaben können nötigenfalls auch abgeschätzt werden.
Kabel-/ Leitungslänge :
l
(in km)
(in mm2)
Kabel-/ Leitungsquerschnitt (z.B 3x1x240):
Kabel-/ Leitungstyp (z.B. N2XSY) :
Maximaler Nennstrom :
Imax
(in A)
Kabel / Leitungsimpedanzen und -kapazitäten basierend auf 1 km Kabel-/ Leitungslänge für
- das Mitsystem :
Resistanz :
R1‘ (= R1/km)
(in Ω/km)
Reaktanz :
X1‘ (=X1/km)
(in Ω/km)
Kapazität :
C1‘ (=C1/km)
(in μF/km)
Resistanz :
R0‘ (= R0/km)
(in Ω/km)
Reaktanz :
X0‘ (= X0/km)
(in Ω/km)
Kapazität :
C0‘ (= C0/km)
(in μF/km)
- das Nullsystem :
Die folgenden Kabelverlegungsdaten:
- Kabelverlegung (auf Kabelbühne, in Kabelrohren, in Erde, etc.)
- Anzahl der Kabelbühnen
- Anzahl der Drehstrom-Kabelsysteme
- Verlegungsbedingungen :
- Anordnung der Mehraderleitungen
- Anordnung der Einzeladerleistungen
- Entfernung zwischen den Kabelbühnen
- Entfernung zwischen den Drehstrom-Kabelsystemen
6.10.
Daten für Selektivitätsbetrachtungen der Schutzrelais werden separat angefragt.
Bei der Datenbeschaffung, Datenermittlung und Datenabschätzung kann die Woodward Power
Solutions selbstverständlich behilflich sein.
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Phone: +49 (0) 21 52 145 1
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