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Ismail Kasikci

Kurzschlussstromberechnung in elektrischen Anlagen

nach DIN EN 60909-0 (VDE 0102) – Theorie, Vorschriften, Praxis – Betriebsmittelparameter und Rechenbeispiele Studienausgabe

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EAN/ISBN
9783838551630
5. 5. Aufl. = 1. Aufl. bei utb 2017

Details

Jeder Elektroplaner ist heute verpflichtet, die Berechnung des ein- bzw. dreipoligen Kurzschlussstroms vor und nach der Projektierung besonders durchzuführen, Schutzmaßnahmen und die Kurzschlussfestigkeit der elektrischen Anlagen zur Auswahl der Geräte zu überprüfen und die Schutzgeräte einzustellen.
Das Buch befasst sich mit der Berechnung von Kurzschlüssen in elektrischen Anlagen nach neuesten Normen und Vorschriften (DIN EN 60909-0, VDE 0102), ferner mit der Lastflussberechnung und Schutztechnik in Nieder- und Hochspannungsnetzen.
Die stufenweise Darstellung der Vorschriften ist beibehalten und möglichst einfach und verständlich zusammengefasst, damit der Leser seine Arbeit ohne große Mühe erledigen kann.
Das Buch enthält zahlreiche Formeln, Tabellen, Beispiele und Projektierungshinweise.
Simulationsprogramme unterstützen die Fachleute unter anderem bei der Kurzschluss- und Lastflussberechnung, der Selektivitätsanalyse, der Motorhochlauf-Simulation, der Spannungsfallberechnung, der Auswahl der Schutzeinrichtungen und der Leiterdimensionierung.
Neu aufgenommen in der 5. Auflage wurde das Thema »Störlichtbögen« sowie auch internationale Normen und Berechnungsmethoden aus verschiedenen Teilen der Welt.
  • CoverCover
  • ImpressumIV
  • VorwortV
  • InhaltsverzeichnisVII
  • FormelzeichenXIII
  • AbkürzungenXVI
  • IndizesXVII
  • Nebenzeichen, oben rechts, linksXVII
  • Nationale und internationale GremienXVII
  • 1 Einleitung1
  • 2 Begriffe und Definitionen7
  • 3 Zeitlicher Verlauf des Kurzschlussstroms9
  • 4 Einteilung der Kurzschlussarten13
  • 5 Methoden zur Kurzschlussberechnung15
  • 5.1 Überlagerungsverfahren15
  • 5.2 Ersatzspannungsquelle17
  • 5.3 Berechnung mit Bezugsgrößen20
  • 6 Allgemeines zu DIN EN 60909-0 (VDE 0102)23
  • 7 Die Bedeutung von DIN EN 60909-0 (VDE 0102)25
  • 8 Versorgungsnetze29
  • 8.1 Berechnungsgrößen für Versorgungsnetze29
  • 8.2 Einseitig gespeiste Leitung29
  • 8.3 Strahlennetz30
  • 8.4 Ringnetz31
  • 8.5 Maschennetz31
  • 9 Netzformen bei der Kurzschlussstromberechnung33
  • 9.1 Netzformen für die Niederspannung33
  • 9.2 Netzformen für die Mittelspannung35
  • 9.3 Netzformen für die Hochspannung39
  • 10 Berechnung des Fehlerstroms in der Praxis43
  • 11 Umwandlung der Netzformen49
  • 11.1 Schaltungen49
  • 11.2 Einfach gespeistes Netz50
  • 11.3 Mehrfach gespeiste und vermaschte Netze51
  • 12 Sternpunktbehandlung in Drehstromnetzen53
  • 12.1 Systeme nach Art der Erdverbindung bis 1 kV53
  • 12.1.1 TN-System53
  • 12.1.2 TT-System55
  • 12.1.3 IT-System57
  • 12.2 Sternpunktbehandlung in Drehstromnetzen über 1 kV58
  • 12.2.1 Netze mit isoliertem, freiem Sternpunkt59
  • 12.2.2 Netze mit Erdschlusskompensation61
  • 12.2.3 Netze mit niederohmiger Sternpunktbehandlung65
  • 13 Komplexe Rechnung69
  • 13.1 Rechenregel für komplexe Zahlen70
  • 13.2 Komplexe Berechnung eines Wechselstromkreises71
  • 14 Symmetrische Komponenten73
  • 14.1 Methode der symmetrischen Komponenten75
  • 14.2 Symmetrierung und Entsymmetrierung76
  • 14.3 Impedanzen der symmetrischen Komponenten81
  • 15 Impedanzen von Drehstrom-Betriebsmitteln85
  • 15.1 Netzeinspeisungen86
  • 15.2 Generatoren88
  • 15.3 Transformatoren93
  • 15.4 Stelltransformatoren98
  • 15.5 Kabel und Freileitungen100
  • 15.6 Erdstromtiefe104
  • 15.7 Windkraftanlagen115
  • 15.7.1 Windkraftwerk mit Asynchrongenerator116
  • 15.7.2 Windkraftwerk mit doppelt gespeistem Asynchrongenerator117
  • 15.7.3 Windkraft mit Vollumrichter118
  • 15.8 Asynchronmaschinen118
  • 15.9 Kurzschlussstrom-Begrenzungsdrosselspulen120
  • 15.10 Berücksichtigung von Kondensatoren und nichtrotierenden Lasten122
  • 15.11 Berücksichtigung von statischen Umrichtern122
  • 15.12 Übersicht der Betriebsmittelimpedanzen123
  • 16 Impedanzkorrekturen125
  • 16.1 Korrekturfaktor von Generatoren KG125
  • 16.2 Kraftwerksblock KKW126
  • 16.3 Korrekturfaktor für Transformatoren KT127
  • 17 Berechnung der Kurzschlussströme129
  • 17.1 Dreipoliger Kurzschluss129
  • 17.2 Zweipoliger Kurzschluss mit Erdberührung131
  • 17.3 Zweipoliger Kurzschluss ohne Erdberührung132
  • 17.4 Einpoliger Erdkurzschluss134
  • 17.5 Stoßkurzschlussstrom ip138
  • 17.6 Ausschaltwechselstrom Ib140
  • 17.7 Dauerkurzschlussstrom Ik143
  • 18 Kurzschlüsse in Netzen145
  • 18.1 Unvermaschte Netze145
  • 18.2 Vermaschte Netze146
  • 19 Berücksichtigung von Motoren147
  • 19.1 Kurzschluss an den Klemmen eines Asynchronmotors147
  • 19.2 Motorengruppen eingespeist über Transformatoren149
  • 19.3 Motorengruppen, eingespeist über Transformatoren mit verschiedenen Nennspannungen150
  • 20 Kurzschlussstromfestigkeit153
  • 20.1 Mechanische Kurzschlussstromfestigkeit153
  • 20.2 Thermische Kurzschlussstromfestigkeit156
  • 20.3 Kurzschlussstrom-Begrenzung158
  • 21 Berechnungsgroᅡᄄßen für die Kurzschlussfestigkeit163
  • 21.1 Kurzschlussfestigkeit der MS-Schaltanlagen163
  • 21.2 Kurzschlussfestigkeit der NS-Schaltanlagen164
  • 22 Überstrom-Schutzeinrichtungen167
  • 22.1 Sicherungen168
  • 22.2 Leitungsschutzschalter172
  • 22.3 Leistungsschalter173
  • 23 Kurzschluss auf der NS-Seite eines Transformators177
  • 24 Kurzschlussströme in Gleichstromanlagen183
  • 24.1 Widerstände von Leitungsabschnitten184
  • 24.2 Stromrichter186
  • 24.3 Batterien187
  • 24.4 Kondensatoren189
  • 24.5 Gleichstrommotoren190
  • 25 Lastflussberechnung193
  • 25.1 Darstellung eines Energieversorgungsnetzes193
  • 25.2 Lastmodellierung194
  • 26 Weitere Methoden zur Kurzschlussberechnung197
  • 26.1 Kurzschlussberechnung nach IEC 61363-1197
  • 26.1.1 Netzgestaltung von Schiffen197
  • 26.1.2 Synchrongenerator201
  • 26.1.3 Asynchronmotor203
  • 26.1.4 Transformator205
  • 26.1.5 Leitungen205
  • 26.1.6 Systemberechnungen205
  • 26.1.7 Verfahren zur Kurzschlussberechnung206
  • 26.1.8 Auslegung und Anwendung der Ergebnisse206
  • 26.2 Kurzschlussberechnung nach ANSI IEEE-Norm C37.010207
  • 26.3 Kurzschlussberechnung nach IEC 61660208
  • 27 Störlichtbogen211
  • 27.1 Begriffe212
  • 27.2 Normen und Vorschriften213
  • 27.2.1 DIN EN 61936-1 (VDE 0101-1)213
  • 27.2.2 DIN EN (IEC) 61439-1/2 (VDE 0660-600-1/2)214
  • 27.2.3 DIN VDE 0682-306-1-2216
  • 27.2.4 Bestimmung der Parameter216
  • 27.2.5 Lichtbogenschutz218
  • 27.2.6 IEEE219
  • 27.2.7 NFPA 70E-2004 130.3223
  • 28 Beispiele: Berechnung der Kurzschlussströme225
  • 28.1 Beispiel 1: Kenngrößen des Kurzschlussstroms225
  • 28.2 Beispiel 2: Einschaltvorgänge226
  • 28.3 Beispiel 3: Symmetrische Komponenten227
  • 28.4 Beispiel 4: Symmetrische Komponenten228
  • 28.5 Beispiel 5: Komplexe Rechnungen228
  • 28.6 Beispiel 6: Berechnung der Netzeinspeisung229
  • 28.7 Beispiel 7: Berechnung eines Generators229
  • 28.8 Beispiel 8: Berechnung eines Generators230
  • 28.9 Beispiel 9: Berechnung eines Transformators233
  • 28.10 Beispiel 10: Kurzschlussstromverlauf eines Transformators234
  • 28.11 Beispiel 11: Betrachtung der Netzimpedanz235
  • 28.12 Beispiel 12: Berechnung eines Motors236
  • 28.13 Beispiel 13: Berechnung eines Kabels236
  • 28.14 Beispiel 14: Berechnung einer Freileitung237
  • 28.15 Beispiel 15: Berechnung einer Freileitung238
  • 28.16 Beispiel 16: Sternpunktbehandlung239
  • 28.17 Beispiel 17: Bestimmung der Erdungsleitung239
  • 28.18 Beispiel 18: Netzeinspeisung241
  • 28.19 Beispiel 19: Hausanschlusskasten242
  • 28.20 Beispiel 20: Nachweis der Schutzmaßnahmen243
  • 28.21 Beispiel 21: Anschluss eines Motors246
  • 28.22 Beispiel 22: Berechnung eines Abgangs248
  • 28.23 Beispiel 23: Berechnung einer Industrieanlage250
  • 28.24 Beispiel 24: Berechnung des dreipoligen Kurzschlussstroms251
  • 28.25 Beispiel 25: Berechnung einer Energieversorgung253
  • 28.26 Beispiel 26: Parallelschaltung von Transformatoren256
  • 28.27 Beispiel 27: Vermaschtes Netz257
  • 28.28 Beispiel 28: Versorgung einer Fabrik261
  • 28.29 Beispiel 29: Berechnung mit Impedanzkorrekturen262
  • 28.30 Beispiel 30: Berechnung mit Impedanzkorrekturen266
  • 28.31 Beispiel 31: Anschluss eines Transformators268
  • 28.32 Beispiel 32: Parallelschaltung von Motoren270
  • 28.33 Beispiel 33: Nachweis der Kurzschlussfestigkeit272
  • 28.34 Beispiel 34: Kurzschlussfestigkeit von HS- und MS-Anlagen274
  • 28.35 Beispiel 35: Berechnung eines Generators285
  • 28.36 Beispiel 36: Berechnung einer Windkraftanlage288
  • 28.37 Beispiel 37: Berechnung mit p.u.-Größen288
  • 28.38 Beispiel 38: Berechnung mit p.u.-Größen290
  • 28.39 Beispiel 39: Berechnung mit MVA-Größen292
  • 28.40 Beispiel 40: Berechnung der Kurzschlussleistung297
  • 28.41 Beispiel 41: Kurzschlussberechnung auf Schiffen299
  • 28.42 Beispiel 42: Lichtbögen308
  • Literaturverzeichnis31
  • Stichwortverzeichnis315