Kurzschlussstrom im USV-Netz

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houde
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Kurzschlussstrom im USV-Netz

Beitrag von houde » Montag 27. Juni 2011, 11:28

Hallo Forumsmitglieder,

ich bin Student und neu in diesem Forum.
Ich habe mir schon einige Interessante Beiträge durchgelesen.

Ich beschäftige mich derzeit mit einer Netzberechnung. In dem Energienetz ist unter anderem eine USV-Anlage installiert. Da sich die Beschaffung der U/I-Kennlinie als sehr schwierig erweist, bzw. nicht machbar ist, müsste ich auf andere Art und Weise eine Aussage über die richtige Auslegung der Schutzorgane treffen können. Der Hersteller gibt allerdings auch hier nichts bekannt. Auch nicht auf Anfrage. In einem alten Datenblatt habe ich jetz folgende Daten gefunden.

Kurzschlussstrom (t<0.5s) 200%
Kurzschlussstrom (Phase/Nullleiter) 2,8*In
Kurzschlussstrom (Phase/Phase) 2*In

In den Berechnungen mit meiner Berechnungssoftware erhalte ich bei Eingabe von 2,8*In als Verhältnis Ik/In recht gute Abschaltzeiten. Doch ist die Berechnung ja aufgrund der falschen Rechnung vom Programm falsch.
Ist die Rechnung mit 2,8In denn so richtig?
Ich bin mir derzeit ein wenig unsicher, was die Berechnung angeht. Bei Anwendung von 2*In erhalte ich laut Programm max. Abschaltzeiten von rund 10s. Minimale liegen bei 10ms. Die Grenze der Abschaltzeit liegt dagegen ja auch bei 0,5s.
Welches Verhältnis muss ich denn für die USV-Anlage verwenden?
Dann könnte ich ja eig. wie folgt vorgehen:
Kurzschlussstrom der USV-Anlage abzüglich Dämpfung der Leitung > Strom, der zum auslösen des schutzorganes benötigt wird.
86A-16A > 50A Löst rechtzeitig aus, da ein B10A LS-Schalter verwendet wurde.

Des Weiteren ist eine Angabe über den Kurzschlussstrom gegeben.
(t<0,5s) 200%
Sagt mir dies, dass die USV-Anlage bei einem Kurzschlussstrom von 2*In innerhalb von 0,5s in Selbstschutz geht? D.h. die anderen Schutzorgane müssten vorher abschalten, damit nur ein Netzzweig abgeschaltet wird und nicht das ganze Netz. Ich könnte dann z.B. einen B10A Leitungsschutzschalter verwenden. Der schaltet bei 50A auf jeden Fall innerhalb von wenigen ms ab.



Über Antorten würde ich mich sehr freuen.
Beste Grüße
Houde

geloescht

Abgetrennt

Beitrag von geloescht » Montag 27. Juni 2011, 14:14

Hallo houd,

ich habe mir erlaubt den Beitrag abzutrennen und als eigenständigen Beitrag ins Studenten Forum zu stellen.

Gruß

Alois

geloescht

Beitrag von geloescht » Montag 27. Juni 2011, 14:18

Hallo houde,

kann man etwas messen? Oder anders gefragt. Existiert die Anlage wirklich? Wenn ja, würde ich den Kurzschlussstrom messtechnisch ermitteln (ACHTUNG: Nicht wirklich kurz schließen).



Gruß

Alois

houde
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Beitrag von houde » Montag 27. Juni 2011, 15:39

Hallo,

diesen Beitrag in einen extra Thema umzugliedern war eine gute Idee.

Folgendes:
Die USV-Anlage existiert. Messungen sind allerdings nicht möglich. Die Anlage steht weit weg.
Ich bekomme vom Hersteller zu der USV-Anlage nur die genannten Daten.
Für meine Netzberechnung und auch für die Auslegung des USV-Netzes ist es von großem Interessse, die richtige Ergebnisse zu erhalten.
Durch die Veränderung der Innenimpedanz der USV-Anlage gestalten sich diese Angaben allerdings als sehr schwierig. Sie würden eig. nur zur groben Schätzung dienen, da die Leitungen den Kurzschlussstrom ebenfalls dämpfen.

Habt ihr Ideen wie ich mein Problem lösen kann?

Mein bisherige Lösungsvorschlag:
Im Programm mit 2*In rechnen.
Die Auswertung mit 2*In gestalten.
Aussage über 2*In=86A und B10A = 5*In
Der Vergleich sowie die Ausssage, dass die Dämpfung der Leitungen so gering ist, dass der Kurzschlussstrom nicht unterhalb von 50A sinkt.
Laut Berechnung ergibt dies allerdings wieder ein Problem, da ich dort ~40A stehen habe. Das ist aber ja unwahr.

gruß

geloescht

Beitrag von geloescht » Montag 27. Juni 2011, 18:54

Hallo houde,

Du musst nur an die Anschlüsse der USV kommen (am Ende der Leitung), dann kannst Du den Innenwiderstand ermitteln und hast gleich den Widerstand der Leitung mit drin.

Letztlich wirst Du nie eine genaue Angabe haben, weil - wie Du schon festgestellt hast - sich der Innenwiderstand mit der Alterung der USV ändert.

Gruß

Alois

M@rkus
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Beitrag von M@rkus » Montag 27. Juni 2011, 21:08

Hallo,

am Ausgang einer USV-Anlage Kurzschlussströme zu messen ist er schlecht, da der Wechselrichter nicht linear ist. Allenfalls im Bypass wäre es denkbar zu messen, aber auch hier sind die Daten nur eingeschränkt nutzbar, da meist andere Grenzwerte zu beachten sind.
Die erste zu klärende Frage ist, ob ein auslösen der Sicherung im Wechselrichterbetrieb gefordert ist, oder auch die auslösung über den Bypass reicht. Üblicherweise schalten die Anlagen im Falle eines Kurzschlusses auf den Bypass um (falls vorhanden), da dieser höhere Ströme bringt. Sollte der Bypass nicht in Ordnung sein wäre dies bereits der erste Fehler und der Kurzschluss der zweite. In diesem Fall ist zu prüfen, welche Kurzschlussleistung der Bypass bringt, z.B. 10X Inenn für 100 mS oder 500% für 30 mS, je nach Anlage.
Soll auch der Wechselrichter die Sicherungen auslösen, hast Du die Daten bereits:
für den einfachen Kurzschluss (L gegen N bzw. PE) bringt die Anlage 2,8XInenn für 0,5 Sekunden (?)
und
für den 3 phasigen Kurzschluss 2XInenn für 0,5 Sekundend
Die unterschiedlichen Ströme kommen durch den Ausgangstrafo der Anlage zustande, vermutlich ein DZn-Trafo, der die Last beim einphasigen Kurzschluss auf zwei Phasen verteilt.
Das bedeutet um für alle fälle gewappnet zu sein muss die Sicherung mit 2XInenn in max 0,5 Sekunden abschalten, sonst wirds duster. Hierbei sind aber auch die anderen Verbraucher zu beachten, da diese im Falle eines Kurzschluss ca. 0V sehen, muss deren interne Stützzeit den Ausfall überbrücken. Daher muss in der Regel innerhalb von 10 mS abgeschaltet werden.
Alle von mir gemachten Angaben sind Ratschläge. Soll heissen ich habe geraten und es gibt schläge falls jemand diese als rechstverbindlich ansieht. inocc1

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kabelmafia
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Beitrag von kabelmafia » Montag 27. Juni 2011, 23:42

Moin,

ich denke, dass du in einigen Tagen eine dezidierte Antwort von einem weiteren Forenmitglied bekommst, der aber leider die Tage abwesend ist...
Der Strom kann ruhig bunt sein-ohne Kabel nützt das nix.
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Lötauge35
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Beitrag von Lötauge35 » Dienstag 28. Juni 2011, 00:27

Ich denke mal das die Wechselrichter bzw USV eine integrierte Strombegrenzung bei Überlast bzw Kurzschluss haben.

Teletrabi
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Beitrag von Teletrabi » Dienstag 28. Juni 2011, 08:40

Fragt sich nur, ob auf Selbstschutz oder ggf. erforderlichen Personenschutz bemessen...

houde
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Beitrag von houde » Dienstag 28. Juni 2011, 09:25

Hallo,

ich habe mich auch noch mal erkundigt und bin zu folgendem Ergebnis gekommen:
Die Berechnungen des Kurzschlussstromes im USV-Netz bei Batteriebetrieb werden mit 2*In durchgeführt. Da aufgrund der Verhältnisse der Impedanzen des Mit-, Gegen- und Nullsystems im Batteriebetrieb nicht mehr der einpolige Kurzschluss der minimalste, sondern der zweipolige Kurzschluss der minimalste Kurzschlussstrom ist. Die Angabe 2,8*In ist sehr schön, wenn man nur eine Phase nutzen würde. Das ist hier aber nicht der Fall.
Den Berechnungen zufolge, ergibt sich, dass die USV-Anlage viel zu klein dimensioniert ist. Die Abschaltzeiten liegen in etwa bei: min. 10ms, max 10s. 10s liegen weit über den Vorschriften von 0,4s bei Endstromkreisen und 5s bei Verteilerstromkreisen.

Meine Argumentation wäre nun so, dass ich die Berechnungen richtigerweise mit 2*In durchführe und dann Bedenken anmelde. Die USV-Anlage ist zu klein. Vielleicht könnte ich noch einige Lösungsvorschläge ausarbeiten. Z.b. eine größere USV-Anlage oder eine USV-Anlage mit einem Kurzschlussstrom(Phase/Phase) 2,8-3*In finden. Ein Praxisrichtwert soll angeblich für die Sicherungen im USV-Netz ein drittel des Kurzschlussstromes sein.

Nochmal zum messen an der USV-Anlage.
Ich kann nichts messen. Ich komme an die Anlage nicht heran. Das ist alles nur "theoretisch" berechnet. Außerdem verändert sich die Innenimpedanz der USV bei unterschiedlichen Belastungen. Deswegen wäre es falsch, direkt an den Klemmen der USV-Anlage den Kurzschlussstrom zu messen.

Über Anregungen oder Bestätigungen zu den Überlegungen würde ich mich freuen. :)

gruß

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