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| Den Leistungsbedarf in kW benötigen Sie zur korrekten Auswahl der Bemessungsleistung von Generatorsätzen oder Batterien sowie für Anwendungsfälle, in denen die spezifischen Anforderungen von Antriebsmaschinen zu berücksichtigen sind. Signifikante Größe bei der Energieversorgung über ein öffentliches NS-Netz oder über Verteiltransformatoren ist die Scheinleistung in kVA. | | Den Leistungsbedarf in kW benötigen Sie zur korrekten Auswahl der Bemessungsleistung von Generatorsätzen oder Batterien sowie für Anwendungsfälle, in denen die spezifischen Anforderungen von Antriebsmaschinen zu berücksichtigen sind. Signifikante Größe bei der Energieversorgung über ein öffentliches NS-Netz oder über Verteiltransformatoren ist die Scheinleistung in kVA. |
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| == Installierte Scheinleistung (kVA) ==
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| Als installierte Scheinleistung gilt üblicherweise die rechnerische Summe aller einzelnen Scheinleistungen in kVA. Die bereitzustellende maximale Bemessungsscheinleistung ist allerdings nicht gleich der installierten Gesamtscheinleistung.
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| Als installierte Scheinleistung gilt üblicherweise die rechnerische Summe aller einzelnen Scheinleistungen in kVA. Die bereitzustellende maximale Bemessungsscheinleistung ist allerdings nicht gleich der installierten Gesamtscheinleistung.
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| Der Scheinleistungsbedarf eines Verbrauchers (auch eines einfachen Haushaltsgerätes) ergibt sich aus seiner Bemessungsleistung (mit den eingangs erwähnten Korrekturfaktoren für Motoren usw.) in Kombination mit den folgenden Koeffizienten:
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| η = dem Wirkungsgrad = Ausgangsleistung in kW / Eingangsleistung in kW
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| cos φ = dem Leistungsfaktor = Wirkleistung in kW / Scheinleistung in kVA
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| Der Scheinleistungsbedarf in kVA des Verbrauchers:
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| <math> S_r=\frac{P_r} {\eta\times Cos\phi}</math>
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| Entsprechend diesem Wert bemisst sich der vom Verbraucher aufgenommene Betriebsstrom
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| I<sub>r</sub> (A)(1) wie folgt:
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| *<math>I_r= \frac{P_r \times 10^3}{U_r}</math>
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| bei einphasiger Last und Anschluss zwischen Außenleiter und Neutralleiter,
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| *<math>I_r=\frac{P_r \times 10^3}{\sqrt3 U_r}</math>
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| bei dreiphasiger symmetrischer Last, wobei U<sub>r</sub> die Bemessungsspannung an den Klemmen der jeweiligen Betriebsmittel ist.
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| Sie werden evtl. feststellen, dass die Gesamtscheinleistung strenggenommen nicht der Summe der berechneten Scheinleistungen der einzelnen Verbraucher entspricht (es sei denn, alle Verbraucher hätten denselben Leistungsfaktor). Dieser methodische Ansatz ist allerdings üblich und führt zu einem Scheinleistungswert, der den authentischen Wert um eine akzeptable „Planungsmarge“ überschreitet.
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| Wenn einige oder alle Verbraucherkenndaten nicht bekannt sind, lässt sich mit Hilfe der in Abb. A9 (s. nächste Seite) aufgeführten Werte eine sehr genaue Näherung an den VA-Bedarf realisieren (Einzellasten sind in der Regel zu klein, als dass hierfür eine Angabe in kVA oder kW erfolgen könnte). Die Überschlagsberechnungen für Beleuchtungsanlagen basieren beispielsweise auf Grundflächen von 500 m<sup>2</sup>.
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| {| class="wikitable" style="width: 769px; height: 460px" cellspacing="1" cellpadding="1" width="769" align="none" border="1"
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| |-
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| ! colspan="3" | Leuchtstofflampen (korrigiert auf<span class="texhtml">φ</span> = 0,86)
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| |-
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| ! Anwendungsart
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| ! Voraussichtl. (VA/m<sup>2</sup>) Leuchtstoffröhre mit Industrie-Reflektor(1)<sup>(1)</sup>
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| ! Durchschnittliche Lichtleistung;(lux =lm/m2)
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| |-
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| | Kreis- und Bundesstraßen, Lagerbereiche, Tagesbaustellen
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| | 7
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| | 150
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| |-
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| | Schwerindustrie: Herstellung und Montage sehr großer Arbeitsteile
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| | valign="top" | 14
| |
| | valign="top" | 300
| |
| |-
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| | Täglicher Betrieb: Büroarbeit
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| | 24
| |
| | 500
| |
| |-
| |
| | Feinarbeit: Zeichenbüros, Fein- montagebetriebe
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| | valign="top" | 41
| |
| | valign="top" | 800
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| |-
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| ! colspan="3" | Leistungskreise
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| |-
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| ! Anwendungsart
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| ! colspan="2" | Voraussichtl.(VA/m<sup>2</sup>)
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| |-
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| | Pumpstation, Druckluft
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| | 3 bis 6
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| |-
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| | Lüftungsanlagen
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| | 23
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| |-
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| | Elektrische Konvektionsheizgeräte: Privat genutzte Wohnräume
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| | <br>115 bis 146<br>90
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| |-
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| | Büros
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| | 25
| |
| |
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| |-
| |
| | Versandabteilung
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| | 50
| |
| |
| |
| |-
| |
| | Montageabteilung
| |
| | 70
| |
| |
| |
| |-
| |
| | Maschinenhalle
| |
| | 300
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| |
| |-
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| | Lackiererei
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| | 350
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| |-
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| | Wärmebehandlungsbetrieb
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| | 700
| |
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| |}
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| (1) Beispiel: Röhre mit 65 W (Vorschaltgerät nicht enthalten), Lichtfluss 5100 Lumen (Im), Lichtleistung der Röhre = 78,5 Im/W.
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| '''''Abb. A9''''': ''Voraussichtliche Scheinleistung''
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| == Voraussichtlicher max. Scheinleistungsbedarf ==
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| Erfahrungsgemäß zeigt sich, dass die einzelnen Verbraucher nicht ständig mit ihrer Bemessungsleistung betrieben werden und sich auch sicherlich nicht immer alle zum gleichen Zeitpunkt in Betrieb befinden. Mit Hilfe der Faktoren ku und ks lässt sich der tatsächliche maximale Wirk- und Scheinleistungsbedarf zur Dimensionierung der Anlage bestimmen.
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| === Maximaler Verwendungsfaktor (ku) ===
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| Unter normalen Betriebsbedingungen ist die Leistungsaufnahme eines Verbrauchers mitunter niedriger, als aufgrund seiner Bemessungsleistung zu erwarten wäre. Hierbei handelt es sich um ein durchaus bekanntes Phänomen, das zur Veranschlagung realistischer Werte in Form des Verwendungsfaktors (ku) berücksichtigt wird.
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| Dieser Faktor ist bei jedem einzelnen Verbraucher anzusetzen und zwar insbesondere bei Elektromotoren, die nur äußerst selten bei Volllast betrieben werden.
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| In Industrieanlagen kann für Motoren ein Pauschalwert von 0,75 angesetzt werden. Für Leuchtstofflampen gilt grundsätzlich der Faktor 1.
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| Bei Steckdosenverteilungen hängen die anzusetzenden Faktoren ausschließlich von den jeweils versorgten Geräten ab.
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| === Gleichzeitigkeitsfaktor (ks) ===
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| Erfahrungsgemäß sind die Verbraucher einer Anlage nie alle gleichzeitig in Betrieb, d.h. es ist immer eine gewisse Individualität gegeben, der bei der Beurteilung in Form des Gleichzeitigkeitsfaktors (ks) Rechnung getragen wird.
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| Der Faktor ks wird auf jede Gruppe von Verbrauchern angewendet (z.B. Verbraucher, die über eine Haupt- oder Unterverteilung bzw. einen Schienenverteiler versorgt werden). Die Festlegung dieser Faktoren obliegt der Zuständigkeit des Anlagenplaners, da hierfür detaillierte Kenntnis der Anlage sowie der Bedingungen erforderlich ist, unter denen die einzelnen Stromkreise genutzt werden. Aus diesem Grund ist die Angabe exakter Werte für allgemeine Anwendungen nicht möglich.
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| === Gleichzeitigkeitsfaktor (ks) für ein Appartementhaus ===
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| Einige der für diese Gebäudeart typischen Werte finden Sie in Abbildung A10 (auf der nächsten Seite) für Privatkunden beschrieben, die mit 230/400 V (3-phasig, 4-Leiter/5-Leiter) versorgt werden. Für Kunden mit Wärmespeicher-Raumheizung wird unabhängig von der Anzahl an Verbrauchern ein Faktor von 0,8 empfohlen.
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| {| class="wikitable" cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" align="none" width="410"
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| |-
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| ! Anzahl abgangsseitiger Verbraucher
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| ! Gleichzeitigkeits-faktor (ks)
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| |-
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| | 2 bis 4
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| | 1
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| |-
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| | 5 bis 9
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| | 0,78
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| |-
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| | 10 bis 14
| |
| | 0,63
| |
| |-
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| | 15 bis 19
| |
| | 0,53
| |
| |-
| |
| | 20 bis 24
| |
| | 0,49
| |
| |-
| |
| | 25 bis 29
| |
| | 0,46
| |
| |-
| |
| | 30 bis 34
| |
| | 0,44
| |
| |-
| |
| | 35 bis 39
| |
| | 0,42
| |
| |-
| |
| | 40 bis 49
| |
| | 0,41
| |
| |-
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| | 50 und mehr
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| | 0,40
| |
| |}
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| '''Abb. A10''': ''Gleichzeitigkeitsfaktoren in einem Appartementhaus''
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| '''Beispiel''' (siehe '''''Abb. A11'''''):
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| Fünfgeschossiges Appartementhaus mit 25 Verbrauchern und einer installierten Last von je 6 kVA.
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| Die Gesamtlast des Gebäudekomplexes ist: 36 + 24 + 30 + 36 + 24 = 150 kVA
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| Daraus ergibt sich ein Scheinleistungsbedarf von: 150 x 0,46 = 69 kVA
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| Aus Abbildung A10 sind die Ströme in verschiedenen Bereichen der Hauptspeise-leitung für alle Geschosse ersichtlich. Bei Steigleitungen, die vom Erdgeschoss bis zu den oberen Stockwerken durchgeführt werden, kann bei richtiger Wahl und Dimensionierung der Schutzeinrichtung der Leiterquerschnitt sukzessiv reduziert werden. Üblicherweise wird der Leiterquerschnitt alle drei Stockwerke geändert.
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| In diesem Beispiel beträgt der Strom auf der Steigleitung auf Erdgeschossebene:
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| <math>\frac{150\times0,46\times10^3}{400\sqrt3}=100A</math><br><br>
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| und der Strom im dritten Stock:
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| <math>\frac{\left(36+24\right)\times0,63\times10^3}{400\sqrt3}=55A</math><br>
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| [[File:Abb_A11.svg|thumb|none|150px| '''''Abb. A11:''''' ''Praktische Anwendung des Gleichzeitigkeitsfaktors (ks) bei einem fünfstöckigen
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| Appartementhaus'']]
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| === Gleichzeitigkeitsfaktor entsprechend der Stromkreisfunktion ===
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| '''Abbildung A12''' zeigt ks-Faktoren, die für Stromkreise mit üblichen Verbrauchern angesetzt werden können.
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| {| class="wikitable" cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" align="none" width="613" style="width: 613px; height: 154px;"
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| |-
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| ! colspan="2" | Stromkreisfunktion
| |
| ! colspan="2" | Gleichzeitigkeitsfaktor (ks);(ks)
| |
| |-
| |
| | colspan="2" | Beleuchtung
| |
| | 1
| |
| |-
| |
| | colspan="2" | Heizung, Klimanlage
| |
| | 1
| |
| |-
| |
| | colspan="2" | Wandsteckdosen
| |
| | 0,1 to 0,2 <sup>(2)</sup>
| |
| |-
| |
| | colspan="2" | 10 und mehr
| |
| | 0,6
| |
| |-
| |
| | Lifts, Warenaufzüge<sup>(3)</sup>
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| *Für den Motor mit der größten Leistung
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| *Für den Motor mit der zweitgrößten Leistung
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| *Für alle Motoren
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| 1<br>0,75<br>0,60
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| |}
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| (2) In Einzelfällen – besonders bei Industrieanlagen – kann der Faktor höher sein.
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| (3) Der zu berücksichtigende Strom entspricht dem Motorbemessungsstrom plus einem Drittel des Anlaufstromes.
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| '''Abb. A12''': ''Gleichzeitigkeitsfaktoren entsprechend der Stromkreisfunktion''
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| == Bemessungsbelastungsfaktor ==
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| Der in den IEC-Normen definierte Begriff „Bemessungsbelastungsfaktor“ entspricht dem in diesem Planungskompendium verwendeten Begriff „Gleichzeitigkeitsfaktor“ (ks), gemäß der Beschreibung in Abschnitt 4.3. In einigen englischsprachigen Ländern ist der Bemessungsbelastungsfaktor (zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Planungskompendiums) der Kehrwert von ks, d.h. stets ≥ 1.
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| === Bemessungsbelastungsfaktor für Niederspannungsverteilungen ===
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| Abbildung A13 zeigt theoretische ks-Werte für einen Installationsverteiler zur Versorgung diverser Stromkreise, bei denen nicht ersichtlich ist, wie sich die Gesamtlast im Einzelnen verteilt.
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| Wenn die Stromkreise in erster Linie für Leuchtmittel vorgesehen sind, wären ks-Werte von etwa 1,0 anzuraten.
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| {| class="wikitable" cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" align="none" width="468"
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| |-
| |
| ! Anzahl Stromkreise
| |
| ! Angenommener Belastungsfaktor (ks)
| |
| |-
| |
| | 2 und 3<br>
| |
| | 0,8
| |
| |-
| |
| | 4 und 5
| |
| | 0,7
| |
| |-
| |
| | 6 bis 9
| |
| | 0,6
| |
| |-
| |
| | 10 und mehr
| |
| | 0,5
| |
| |}
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| '''Abb. A13''': ''Angenommerner Belastungsfaktor von Installationsverteilern (IEC 61439-3 VDE 0660-603''))
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| == Anwendungsbeispiel für die Faktoren ku und ks ==
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| '''Abb. A14''' (auf der nächsten Seite) zeigt ein praktisches Beispiel für die Veranschlagung des tatsächlichen maximalen Scheinleistungsbedarfs auf allen Ebenen einer Anlage, von jedem Lastpunkt zum Versorgungspunkt.
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| In diesem Beispiel beläuft sich die installierte Scheinleistung auf 126,6 kVA, was einem tatsächlichen (veranschlagten) Maximalwert von lediglich 65 kVA an den NS-Klemmen des Verteiltransformators entspricht.
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| '''Hinweis''': Der zur Festlegung der Kabelgrößen für die Verteilerkreise einer Anlage zu bestimmende Strom I (in Ampère) wird folgendermaßen berechnet:
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| <math>\mbox{I}=\frac{\mbox{kVA}\times10^3}{\mbox{U}\sqrt3}</math>
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| wobei kVA die max. dreiphasige Scheinleistung ist, die im Diagramm für den jeweiligen
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| Stromkreis angegeben ist und U die Spannung zwischen den Phasen (in Volt).
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| [[File:Abb_A14.svg|thumb|none|150px|'''''Abb. A14''''': ''Beispiel zur Veranschlagung der max. Gesamtleistungsaufnahme einer Anlage (die verwendeten Faktorwerte dienen nur zur Veranschaulichung).'']]
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| [[en:Power_loading_of_an_installation]]
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