Kurzschlussberechnung

Berechnen Sie den Kurzschluss für das gesamte Netz oder ein bestimmtes Netz. Der Kurzschluss wird für jeden Knoten berechnet, unter der Annahme, dass er an diesem Knoten auftritt; die Ergebnisse werden gesamthaft angezeigt.

INFO

Alle Berechnungen basieren auf der europäischen Norm DIN EN 60909-0 (VDE 0102).

Berechnung

Alle Kurzschlüsse werden als generatorfern angenommen.

Vier Kurzschlussarten werden berechnet:

• Phase to Ground: unsymmetrischer einpoliger Erdkurzschluss (L-E)
• Two-Phase: unsymmetrischer zweipoliger Kurzschluss ohne Erdberührung (L-L)
• Two-Phase to Ground: unsymmetrischer zweipoliger Kurzschluss mit Erdberührung (L-L-E)
• Three-Phase: symmetrischer dreipoliger Kurzschluss ohne Erdberührung (L-L-L)

Berechnete Grössen

Für alle Kurzschlussarten werden folgende Grössen berechnet:

• $I_k^{″}$ (min/max): Anfangs-Kurzschlusswechselstrom
  • Der minimale und maximale Strom (Effektivwert) zu Beginn des Kurzschlusses. Er entspricht dem Dauerkurzschlussstrom $I_k$.
• $I_p$: Stosskurzschlussstrom
  • Der höchstmögliche Augenblickswert des Stroms zu Beginn des Kurzschlusses.
• $I_{th}$: thermisch gleichwertiger Kurzschlussstrom
  • Ein Strom mit derselben thermischen Wirkung wie der zeitlich veränderliche tatsächliche Strom. Er dient zur einfachen Beurteilung der thermischen Beanspruchung der Betriebsmittel im Kurzschlussfall.
• $Z_k$ (min/max): Impedanz von der Netzeinspeisung bis zur Fehlerstelle
  • Die minimale und maximale Impedanz (bei hoher und tiefer Leitungstemperatur) von der Netzeinspeisung bis zur Fehlerstelle.
• $\mathrm{\angle }{Z}_k$ (min/max): Impedanzwinkel
• $S_k^{″}$ (min/max): Anfangs-Kurzschlusswechselstromleistung
  • Die theoretische Leistung im Kurzschlussfall. Sie dient zur Dimensionierung von Schaltern.

Berechnungsoptionen

Mit oben auf der Seite ändern Sie die Einstellungen der Kurzschlussberechnung.

INFO

Änderungen gelten für Berechnungen, solange Sie auf dieser Seite bleiben. Ein Neuladen der Seite stellt die Standardoptionen des Projekts wieder her.

Nullimpedanz

Die Nullimpedanzen werden aus den Mitimpedanzen abgeleitet. Für eine konservative Berechnung wählen Sie den Faktor 1. Bei Leitungen kann die tatsächliche Nullimpedanz auch direkt im Netzmodell definiert werden; ist sie gesetzt, hat der Faktor keine Wirkung.

Details

Die Nullimpedanz bildet die elektrische Impedanz des Erdreichs für die Kurzschlussarten «einpoliger Erdkurzschluss» und «zweipoliger Kurzschluss mit Erdberührung» ab. Für Leitungen und Verbindungen ohne explizit definierte Nullimpedanz wird diese mit diesem Faktor berechnet. Für eine konservative Analyse verwenden Sie den Faktor 1.0. Die Nullimpedanz des überlagerten Netzes wird vernachlässigt ($R_{(0)Qt}=0\mathrm{\Omega }$).

Spannungstoleranz

Die Spannungstoleranz bestimmt die Spannungsfaktoren $c_{min}$ und $c_{max}$ an Niederspannungsknoten. Bei der Kurzschlussberechnung werden die minimalen und maximalen Ströme und Leistungen mit den mit $c_{min}$ und $c_{max}$ skalierten Knotenspannungen berechnet. Die Faktoren bilden zeitliche Spannungsschwankungen sowie Spannungsabweichungen durch Stufenschalter oder Last und Erzeugung ab.

Der c-Faktor an Niederspannungsknoten hängt von der Spannungstoleranz ab:

Toleranz	$c_{min}$	$c_{max}$
6%	0.95	1.05
10%	0.9	1.1
IEC 60909-0 2001	0.95	1.1

Mittel- und Hochspannungsknoten sind von dieser Einstellung nicht betroffen. Für sie gilt immer $c_{min}$ = 1 und $c_{max}$ = 1.1.

TIP

Für eine konservative Analyse verwenden Sie eine Spannungstoleranz von 10%.

Kurzschlussdauer

Die Kurzschlussdauer wird zur Berechnung des thermisch gleichwertigen Kurzschlussstroms $I_{th}$ verwendet.

Leitertemperatur

Die Leitertemperatur ist die Temperatur der Leitung am Ende des Kurzschlusses (nach der unter Kurzschlussdauer festgelegten Zeit). Sie beeinflusst die minimalen Kurzschlusswerte.

Warme Leitungen haben eine höhere Impedanz und damit kleinere minimale Kurzschlussströme. Die minimalen Ströme dürfen nicht zu klein sein, damit Schutzorgane (z.B. Sicherungen) zuverlässig auslösen. Für eine konservative Analyse verwenden Sie 160 °C.

Beitrag der Erzeuger

Erzeuger können in nahe gelegene dreipolige Kurzschlüsse einspeisen. Je nach Anschlussart tragen sie mehr oder weniger zum Kurzschluss bei:

• Direkt: kein Beitrag
• Wechselrichter: 1-facher Bemessungsstrom
• Synchronmaschine: 8-facher Bemessungsstrom
• Asynchronmaschine: 6-facher Bemessungsstrom
• Umrichter: 1-facher Bemessungsstrom
• leer: kein Beitrag (es wird Direkt angenommen)

Die Bemessungsströme der Erzeuger werden aus ihrer Wirkleistung unter Annahme eines dreiphasigen Anschlusses berechnet.

Netz

Ein einzelnes Netz berechnen Sie, indem Sie es oben auf der Seite in der Auswahlliste Grid wählen. Ist kein Netz gewählt, wird das gesamte Netz berechnet (längere Rechenzeit).

Bei kleinen Netzen startet die Berechnung automatisch. Manuell starten Sie sie mit .

Für eine Kurzschlussberechnung werden folgende elektrische Parameter benötigt:

• Netzeinspeisung: Verhältnis von Reaktanz zu Resistanz $\frac{X}{R}$, Kurzschlussleistung $S_{k{Q}_{min}}^{″}$, $S_{k{Q}_{max}}^{″}$ in MVA oder Kurzschlussstrom $I_{k{Q}_{min}}^{″}$, $I_{k{Q}_{max}}^{″}$ in A.
• Transformator: Schaltgruppe, Sternpunkterdung

Optionale Parameter können das Ergebnis für Erdkurzschlüsse verbessern:

• Leitungen: Nullimpedanz

WARNING

Eine Kurzschlussberechnung kann nur durchgeführt werden, wenn das Netz konsistent ist.

WARNING

Fehlen die benötigten Parameter, werden Ersatzwerte verwendet. Das kann das Ergebnis stark beeinflussen, besonders in der Nähe des Transformators.

Netzverstärkungen, Anschlussgesuche und Szenarien

Netzverstärkungen und Anschlussgesuche werden je nach Status standardmässig auf das Netz angewendet. Sie sind für die Dauer der Berechnung Teil des Netzmodells. Die ausgewählten Netzverstärkungen und Anschlussgesuche werden im Netz dargestellt.

Um die Standardauswahl zu ändern, wählen Sie die gewünschten Add-ons in der Liste an oder ab. Die Auswahl bleibt für die Dauer der Sitzung gespeichert, auch wenn Sie zu anderen Berechnungen in Adaptricity wechseln. Ein Neuladen der Seite oder ein Klick auf die Schaltfläche zum Aktualisieren stellt die Standardauswahl wieder her.

Szenarien und Lastsituationen werden nie standardmässig angewendet. Sie müssen gezielt ausgewählt werden.

INFO

Lässt sich eine Netzverstärkung oder ein Anschlussgesuch nicht auf das Netz anwenden (zum Beispiel weil ein Netzelement nicht mehr existiert), wird es abgewählt und eine Warnung mit der Begründung angezeigt.

Interaktives Ergebnis

Alle Kurzschlussarten und Grössen werden im Hintergrund berechnet.

Wählen Sie mit den Schaltflächen die Kurzschlussart, die Sie sehen möchten. Das Ergebnis wird automatisch in der Netzansicht dargestellt.

Jeder in der Netzansicht angezeigte Strom bzw. jede Leistung gilt für einen Fehler an diesem Knoten (ohne weitere Fehler im Netz).

INFO

und stellen automatisch den minimalen bzw. maximalen Kurzschlussstrom über alle Kurzschlussarten dar.

Ergebnisse

Die Kurzschlussergebnisse werden in der Ergebnistabelle und in der Netzansicht dargestellt. Mit oben auf der Seite exportieren Sie die Ergebnisse. Mit oben auf der Seite erstellen Sie eine druckfreundliche Ausgabe.

Ergebnistabelle

Die Ergebnistabelle zeigt die Kurzschlussergebnisse aller Knoten, gruppiert nach Strom, Leistung und Impedanz. Mit neben dem Spaltennamen stellen Sie die Werte einer Spalte in der Netzansicht dar. Dies ändert auch die Auswahl im interaktiven Ergebnis.

Mit fügen Sie der Tabelle weitere Spalten hinzu.

Jede Zeile zeigt die Kurzschlussergebnisse, die bei einem Kurzschluss an diesem Knoten gemessen würden.

TIP

• Mit einem Klick auf den Spaltennamen sortieren Sie die Tabelle absteigend oder aufsteigend .
• Mit neben dem Spaltennamen filtern Sie die Tabelle nach Bedingungen oder bestimmten Werten.
• Mit neben der ID zentrieren Sie die Netzansicht auf das Element.

Netzansicht

Die Netzansicht färbt die Knoten entsprechend der Auswahl im interaktiven Ergebnis oder in der Ergebnistabelle ein. Es wird eine Standard-Farbskala verwendet. Mit neben dem Namen der Grösse passen Sie die Skala an. Mit werden die Ergebnisse neben den Knoten angezeigt.

Ein Klick auf einen Knoten in der Netzansicht zeigt rechts seine Kurzschlussergebnisse.

Knoten ohne elektrische Verbindung zum Netz sind mit markiert.