Anmelden AnmeldenSchließen
| Passwort vergessen?
phpFK - Logo

Die USV Profis

PSG Elektronik GmbH. Ihre leistungsfähige Firma für die Lieferung und Service von USV-, Gleichrichter-, Netzersatz- und Batterieanlagen. Besuchen Sie uns unter www.PSG-Elektronik.de
Selektivitätsnachweis - BSV und IT-Netz
 1
22.05.15 13:58
Machix88 
Selektivitätsnachweis - BSV und IT-Netz

Guten Tag,

Ich bin Elektrotechnik-Student und habe innerhalb meiner Abschlussarbeit die Aufgabe Kurzschlussstrom- und Selektivitätsberechnungen am IT-Netz durchzuführen, und das unter der Berücksichtigung des vorgeordneten Netzes. Ich befinde mich augenblicklich noch in der Konzeptionsphase bzw. in der Literaturrecherche. Ich habe mich in den letzten Wochen sehr stark in die Betrachtung unter der EVU-Einspeisung vertieft. Die Impedanz- und Kurzschlussberechnung stellt da auch kein großes Problem dar.
Ich weiß jedoch augenblicklich nicht wie ich das Problem bei einer Zentralen Batteriestromversorgung angehen muss (Also BSV-Einspeisung, gefolgt von Trafo-Vorsicherung - Trenntrafo - LSS und Abgang). Ich konnte bislang keine Informationen finden wie ich die Impedanz der BSV-Anlage berechnen könnte. Auch in den Firmenunterlagen hoffte ich vergeblich auf wenigstens eine Kennlinie der statischen BSV.

Meine Frage(n):

- Wie berechne ich die Impedanz der BSV? Benötige ich sie zur Kurzschlussberechnung überhaupt? Und welche Rolle spielen hierbei die Kenngrößen des Wechselrichters?

- Handelt es sich hierbei aufgrund des nicht vorhandenen Netztransformators nicht um einen generatornahen Kurzschluss? Dies würde die Vergleichbarkeit der Rechenergebnisse mit denen der EVU-Einspeisung ja sehr erschweren (Bei der Auswahl der Trafo-Vorsicherung muss ein Kompromiss für beide Einspeisemöglichkeiten gefunden werden).

- Oder befinde ich mich etwa ganz auf dem Holzweg?

Ich hoffe man kann mir ein bisschen geholfen werden, da meine Literatursuche zu diesem Problem bissher sehr dürftig ausgefallen ist. Ich würde mich über eine Antwort sehr freuen.

Mit freundlichen Grüßen,
Machix88

26.05.15 08:26
admin 

Administrator

Re: Selektivitätsnachweis - BSV und IT-Netz

Hallo Machix88,
ich fasse Ihre Fragen mal in meiner Antwort zusammen.
Die Berechnung der Impedanz einer BSV Anlage ist so einfach nicht möglich. Im Prinzip handelt es sich hier um einen Wechselrichter der einen endlichen Strom liefert. Um den schlechtesten Fall für die Auslegung und Überprüfung der Abschaltbedingungen bestimmen, ist die Betriebsart Batteriebetrieb auszuwählen. Hierbei wird der maximale Ausgangsstrom durch die elektronische Strombegrenzung des Wechselrichters bestimmt. Sie wissen somit also, wie hoch der maximale Kurzschlusstrom ist, den der Wechselrichter bei einem vollkommenem Kurzschluss abgeben kann.
Dieser Strom bestimmt das Auslösen der nachgeschalteten Sicherung. Ein Ausgangsseitiger Transformator sowie die einzelnen Leitungen können nun in die Berechnung mit einbezogen werden wie hoch der Spannungsfall auf Grund der nachfolgenden Impedanz ist. Sichergestellt sein muss nur, das dieser Spannungsverlust auch vom Wechselrichter nachgeregelt werden kann damit der maximale Kurzschluss Strom auch zum fließen kommt. Die Kenngröße des Wechselrichters Spiel eigentlich keine so große Rolle. Bei der Planung von Baumaßnahmen werden die IT Netz Unterverteilungen mit den einzelnen Sicherungen ausgelegt. Diese Sicherungen erhalten in der Regel eine gemeinsame Vorsicherung gegen Kurzschluss, die vom Wechselrichter der BSV im Batteriebetrieb innerhalb einer bestimmten Zeit ausgelöst werden muss. Dadurch bestimmt sich der Wechselrichter Kurzsschlusstrom. Die Wechselrichter / BSV Leistung orientiert sich nur an den angeschlossenen Verbrauchern.

Anders sieht es aus, wenn die BSV Anlage im Bypassbetrieb läuft. Hier spielt nur die Netzimpedanz des speisenden Netzes eine Rolle sowie die nachgeschalteten Transformatoren und Leitung. Die Impedanz der Transformatoren muss dabei in Erfahrung gebracht werden. Wichtig ist hierbei zu wissen, dass die meisten BSV Anlagen mit einem elektronischen Bypass umgeschaltet werden. Dieser elektronische Bypass enthält als Schaltglieder Thyristoren, die mit superflinken Halbleiterschutzsicherungen ausgestattet sind. Diese schnellen Sicherungen sind dann ebenfalls in die Selektivitätsberechnung mit einzuberechnen.


Mit freundlichen Grüßen

Th.Harms

Zuletzt bearbeitet am 26.05.15 08:26

26.05.15 10:54
Machix88 
Re: Selektivitätsnachweis - BSV und IT-Netz

Schon mal vielen Dank für die interessante Antwort. Ich fürchte nur, dass mir diese Tatsachen richtig Probleme bereiten könnten.
Ich hoffe ich habe Sie richtig verstanden: Der Wechselrichter wird also so ausgewählt, dass er die Abschaltbedingung in Abhängigkeit der Trafo-Vorsicherung einhält. Angenommen die max. empfohlene Vorsicherung des IT-Trenntrafos ist 50A. Dann müsste ich also in die Kennlinie der Schmelzsicherung gehen und erhalte bei einer Abschaltzeit von 0,5s einen Kurzschlussstrom zwischen 250 und 450A. Dies wäre also, vorausgesetzt alles wurde korrekt dimensioniert, der maximale Ausgangsstrom des Wechselrichters. Wären das bis hier her die richtigen Gedankengänge?

Ich hätte jetzt allerdings keine Chance die Selektivität der einzelnen Abgänge zu betrachten. Dazu nützen mir ja auch die nachfolgenden Impedanzen der Leitung und des Trafos nichts. Ich benötige ja schließlich die Kurzschlussströme an den einzelnen möglichen Fehlerstellen.
Das einzige was berechenbar wäre, ist wie Sie schon sagten des Spannungsfall an den Impedanzen.

Ist eine Selektivitätsbetrachtung also gar nicht möglich?

Mit freundlichen Grüßen,
Machix88

28.05.15 13:40
admin 

Administrator

Re: Selektivitätsnachweis - BSV und IT-Netz

Eine Selektivitätsberechnung im mathematischen Sinne ist bei Wechselrichter Endstufen so nicht möglich. Die Strombegrenzung regelt den Kurzschlussstrom.

In Ihrem ersten Absatz verstehen Sie die Sachlage schon richtig.
Als Kurzschlußstrom zum Auslösen der 50A gl Sicherung ist immer der schlechteste Wert anzunehmen, also 450A. Den Kurzschlusstrom stellen wird auch bei einer nachfolgenden Sicherung mit 50A ein.
Die Wechelrichter haben meistens mehrere Stromkennlinien. In diesem Fall, ein Beispiel mit einer einphasigen 30KVA BSV Anlage:

Nennausgangsstrom: 130A

Kurzschlußstrom: 450A für 0,5 Sekunden

Dann Kurzschlußstrom begrenzt auf 190A für 4,5 Sekunden

Nach 5 Sekunden Abschaltung der BSV.


Zum zweiten Absatz:

Wenn der Trafo vernünftig dimensioniert wird, habe ich bei einem Kurzschluß am Ausgang des Trafos im Idealfall ebenfalls diese Kurzschlußströme zur Verfügung. (Idealfall, Spannungsfall, Regelberich des Wechselrichter und UK des Trafos mal vernachlässigt. Wenn abgangsseitig 16A "B" Leitungsschutzschalter montiert wären, müsste der Kurzschlusstrom 3-5xIn sein. Also worst case 5*16A = 90A.
Bei der Selektivitätsberechung sind die Sicherungskennlinien natürlich zu beachten. Bei Schmelzsicherungen ist eine 2 fach keinere Abstufung zur nächsten Sicherung selektiv. Bei dieser Betrachtung ist die primäre Trafosicherung eine Schelzsicherung und die sekundäre Sicherung ein LS Schalter. Also selektriv kein Problem.


Mit freundlichen Grüßen

Th.Harms





 1


Weitere Informationen finden Sie auf unserer Homepage, im USV Lexikon sowie im Batterielexikon.
Bei Fragen senden Sie uns einfach eine Email oder rufen uns an.



Powered by: phpFK - PHP-Forum ohne MySQL - phpFK Lite-Version | Forum Download | Vollversion kaufen | Support