Technisches Heft Nr. 158 - Berechnung von ... - Schneider Electric

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

III - Kurzschluss bei C (SS des NS-Unterverteilers) [Betroffene Teile: (1, 2, 3) + (4, 5, 6) + (7, 8)] Die Reaktanzen und Widerstände des Leistungsschalters und der Kabel müssen zu XB und RB hinzugefügt werden. XC = (XB + 0,15+ 12) 10-3 = 18,67 mΩ und RC = (RB + 2,4] 10-3 = 3,6 mΩ Anhand dieser Werte kann man die Bedeutung der Begrenzung der Icc infolge der Kabel verstehen. 2 2 ZC = RC + XC ≈ 19 mΩ IC = 410 ≈ 12 459 A -3 3 x 19 x 10 RC = 0,19 , was aus der Kurve der XC Abbildung 9 k = 1,55 ergibt, so dass Icc: 1,55 x 2 x 12 459 ≈ 27 310 A. IV - Kurzschluss bei D (NS-Motor) [Betroffene Teile: (1, 2, 3) + (4, 5, 6) + (7, 8) + (9, 10)] Die Reaktanzen und Widerstände des Leistungsschalters und der Kabel müssen zu XC und RC hinzugefügt werden. XD = (XC + 0,15+ 2,7) 10-3 = 21,52 mΩ und RD = (RC + 19,2) 10-3 = 22,9 mΩ 2 2 ZD = RD + XD ≈ 31,42 mΩ ID = 410 ≈ 7 534 A -3 3 x 31,42 x 10 RD = 1,06 , was aus der Kurve der XD Abbildung 9 k ≈ 1,05 ergibt, so dass Icc: 1,05 x 2 x 7 534 ≈ 11 187 A. Auf jeder Berechnungsebene ist ersichtlich, dass der Einfluss der Leistungsschalter in Verhältnis zu den übrigen Teilen des Netzes vernachlässigbar ist. Rückströme der Motoren Oft ist es schneller, die Motoren als unabhängige Generatoren zu betrachten, die einen "Rückstrom" in den Fehler einspeisen, der sich dem Fehlerstrom des Netzes überlagert. ■ Kurzschluss bei C Technisches Heft Schneider Nr. 158 / S. 18 Der von einem Motor abgegebene Strom wird aufgrund der Impedanz "Motor + Kabel" berechnet: XM = (840 + 2,7) 10-3 ≈ 843 mΩ RM = (168 + 19,2) 10-3 ≈ 188 mΩ ZM = 863 mΩ woraus IM = 410 ≈ 274 A -3 3 x 863 x 10 Für die 20 Motoren IMC = 5 480 A. Statt diese Rechnung durchzuführen, wäre es möglich (siehe 13 ), den von allen Motoren abgegebenen Strom auf das 3fache ihres Nennstroms (95 A) zu veranschlagen, somit: (3 x 95) x 20 = 5 700 A. Wie man sieht, liegt dieser Wert sehr nahe am für IMC berechneten Wert von 5 480 A. IMC : 5 480 A. Aus dem Verhältnis R/X = 0,22 => k = 1,5 und Icc = 1,5 x 2 x 5 480 ≈ 11 630 A. Somit erhöht sich der (subtransiente) Kurzschlussstrom an der NS-SS von 12 459 A auf 17 939 A und der Icc von 27 310 A auf 38 940 A. ■ Kurzschluss bei D Die in Betracht zu ziehende Impedanz ist 1/19 von ZM , erhöht um die Impedanz des Kabels. XMD = ( 843 19 + 2,7) 10-3 ≈ 47 mΩ RMD = ( 187 19 + 19,2) 10-3 ≈ 29 mΩ Z MD = 55 mΩ woraus IMD = 410 ≈ 4 300 A -3 3 x 55 x 10 d.h. bei D ein Total von: 7 534 + 4 300 = 11 834 Aeff und ein Icc ≈ 17 876 A. ■ Kurzschluss bei B Wie beim "Kurzschluss bei C" wird der abgegebene Strom aufgrund der Impedanz "Motor + Kabel" berechnet: XM = (840 + 2,7 + 12) 10-3 ≈ 855 mΩ RM = (168 + 19,2 + 2,4) 10-3 ≈ 189,6 mΩ ZM = 876 mΩ woraus IM = 410 ≈ 270 A -3 3 x 876 x 10 Woraus für die 20 Motoren IMB = 5 400 A. Auch hier ist es möglich, die obengenannte Näherung (3facher Nennstrom von 95 A eines Motors) anzuwenden, d.h. 5 700 A (siehe oben). Diese Wert liegt nahe am für IMB berechneten Wert. Aus dem Verhältnis R/X = 0,22 => k = 1,5 und Icc = 1,5 x 2 x 5 400 ≈ 11 455 A. Somit erhöht sich der (subtransiente) Kurzschlussstrom am NS-HV von 35 758 A auf 41 158 A und der Icc von 79 900 A auf 91 355 A. Aber auch hier reduziert sich Icc, wenn der Kurzschlusslichtbogen berücksichtigt wird, auf einen Wert zwischen 45,6 und 73 kA. ■ Kurzschluss bei A (HS-Seite) Statt die Ersatzimpedanzen zu berechnen, ist es einfacher, den Rückstrom der Motoren in A abzuschätzen, indem man den unter B erhaltene Wert mit dem NS/HS-Übersetzungsverhältnis 17 multipliziert, d.h.: 5 400 x 410 ≈ 110 A -3 20 x 10 Dieser Wert kann vernachlässigt werden, wenn man ihn mit dem vorher berechneten Wert von 6 415 A vergleicht. Angenäherte Berechnung des Kurzschlusses bei D Diese Berechnung benützt alle in den vorangehenden Texten genannten Näherungen, wie z.B. die mit 15 und 16 bezeichneten. ∑X = 4,2 + 1,5 + 12 + 0,15 ∑X = 17,85 mΩ =X’ D ∑R = 2,4 + 19,2 = 21,6 mΩ =R’ D Z'D = 2 2 R'D + X'D ≈ 28,02 mΩ I'D = 410 ≈ 8 448 A -3 3 x 28,02 x 10 woraus Icc: 2 x 8 448 ≈ 11 945 A. Zu diesem Wert muss, um das Icc (unsymmetrisches Maximum) zu erhalten, der Beitrag der im Kurzschlussmoment unter Spannung stehenden Motoren hinzugefügt werden, d.h. das 3fache ihres Nennstroms (von 95 A) 13 : (3 x 95) x 20 = 5 700 A, woraus Icc = 11 945 + [(3 x 95 x 2) x 20] = 20 005 A. Die beiden Resultate liegen nahe an den mit den vollständigen Berechnung erhaltenen Resultate (11 945 anstelle von 11 843 und 20 005 anstelle von 17 876), wobei vor allem die Abweichungen auf der sicheren Seite liegen.
3. Berechnung der Icc in Strahlennetzen mit Hilfe symmetrischer Komponenten Vorteil dieser Methode Die Berechnung mit Hilfe symmetrischer Komponenten ist besonders vorteilhaft, wenn ein Drehstromnetz unsymmetrisch ist, weil die sogenannten "zyklischen" klassischen Impedanzen R und X normalerweise nicht mehr verwendbar sind, zum Beispiel infolge von magnetischen Erscheinungen. Ferner ist diese Berechnung in den folgenden Fällen erforderlich: ■ Wenn ein Spannungs- und Stromsystem nicht symmetrisch ist (Fresnelsche Vektoren mit verschiedenen Modulen und von 120° abweichenden Phasenverschiebungen). Dies ist der Fall bei einem einpoligen oder zweipoligen Kurz- oder Erdschluss. ■ Das Netz enthält elektrische Maschinen und/oder Spezialtransformatoren (zum Beispiel der Schaltgruppe Yyn). Diese Methode ist auf alle Arten von Stromversorgungs-Strahlennetzen unabhängig von der Spannung anwendbar. Allgemeines über symmetrische Komponenten So wie das Leblanc-Theorem besagt, dass ein Wechselfeld mit sinusförmiger Amplitude zwei entgegengesetzt umlaufenden Drehfeldern entspricht, beruht die Definition der symmetrischen Komponenten auf der Äquivalenz zwischen einem unsymmetrischen Dreiphasensystem und der Summe von drei symmetrischen Dreiphasensystemen: dem mitlaufenden System, dem gegenlaufenden System und dem Nullsystem (siehe Abb. 21). Das Überlagerungsprinzip ist nun auf die Berechnung von Kurzschlussströmen anwendbar. Für die nachfolgende Erklärung wird das System dadurch definiert, dass man den Strom I1 als Drehreferenz nimmt, und ■ I1d als seine mitlaufende Komponente, ■ I1i als seine gegenlaufende Komponente, ■ I1o als seine Nullkomponente, und indem man den Operator 2.π j a = e 3 = - 1 + j 3 zwischen I1, I2 und I3 2 2 verwendet. Die Anwendung dieses Prinzips auf ein System von Strömen lässt sich durch grafische Konstruktion überprüfen (siehe Abb. 21). So ergibt zum Beispiel die grafische Addition der Vektoren für I2: I2 = a 2 .I1d + a.I1i + I1o Die Ströme I1 et + I3 werden auf dieselbe Weise ausgedrückt, woraus sich das folgende System ergibt: I1 = I1d + I1i + I1o I2 = a 2 .I1d + a.I1i + I1o I3 = a.I1d + a Diese symmetrischen Stromkomponenten sind über die entsprechenden Impedanzkomponenten mit den symmetrischen Spannungskomponenten verbunden: 2 .I1i + I1o . Zd = Vd, Zi = Vi Id Ii Mitlaufendes System I3d I2d = I1d ωt und Zo = Vo Io I2i Diese Impedanzen können aufgrund der (von den Herstellern angegebenen) Eigenschaften der einzelnen Betriebsmittel des untersuchten Stromnetzes definiert werden. Zu diesen Eigenschaften ist zu bemerken, dass Zi ≈ Zd (ausser für elektrische Maschinen), während Zo je nach Betriebsmittel variiert (siehe Abb. 22). Betriebsmittel Zo Transformator (von der Sekundärseite gesehen) Ohne Sternpunkt ∞ Yyn oder Zyn Freier Fluss Erzwungener ∞ Fluss 10–15 Xd Dyn oder YNyn Xd Primärseite D oder Y + zn Maschine 0,1–0,2 Xd Synchron ≈ 0,5 Zd Asynchron ≈ 0 Leitung ≈ 3Zd Abb. 22: Nulleigenschaft der einzelnen Betriebsmittel eines Stromnetzes. Gegenlaufendes System I1i + + I3i I3 I2 ωt ωt Nullsystem Geometrische Konstruktionen von I1 I1 I1o I1d I2 I1d I1i I1o a Abb. 21: Grafische Konstruktion der Summe der drei symmetrischen Dreiphasensysteme mitlaufendes System, gegenlaufendes System und Nullsystem. 2 Geometrische Konstruktionen von I2 a . I1i . I1d I1i I1o I2o I3o ωt Technisches Heft Schneider Nr. 158 / S. 19 I1
Seite 1 und 2: Technisches Heft Nr. 158 Berechnung
Seite 3 und 4: Berechnung von Kurzschlussströmen
Seite 5 und 6: Berechnung von Kurzschlussströmen
Seite 7 und 8: ■ der Personenschutz auf dem Ansp
Seite 9 und 10: Der Ausgleichsvorgang, aus dem der
Seite 11 und 12: den abgeschalteten Kurzschlussstrom
Seite 13 und 14: 2. Berechnung der Icc mit der Imped
Seite 15 und 16: ausgedrückt in mΩ/km für ein im
Seite 17 und 18: Über Kondensatorbatterien muss man
Seite 19: Lösung Abschnitt Berechnungen Resu
Seite 23 und 24: vorkommen, wenn zum Beispiel ein No
Seite 25 und 26: f = ucc . U2 = 8 x 302 Sn 100 4 ⇒
Seite 27: www.dokmedia.ch Schneider Electric

Technisches Heft Nr. 158 - Berechnung von ... - Schneider Electric

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?