Auslegung der NS-Stromkreise

Wesentliche Konfigurationsmöglichkeiten (siehe Abbildungen D17 bis D24):

• Radiale Konfiguration mit einfacher Zuführungsleitung: Diese einfachste aller Konfigurationen dient als Referenz. Alle Verbraucher sind an eine einzige Quelle angeschlossen. Diese Konfiguration bietet die minimale Stufe der Verfügbarkeit. Bei einem Ausfall der Energieversorgungsquelle besteht keine Redundanz.

Abb. D17: Konfiguration mit radialer Einzelleitung

• Parallele Einspeisung: Die Stromversorgung wird durch 2 an dieselbe HS-Leitung angeschlossene Verteiltransformatoren bereitgestellt. Wenn die Verteiltransformatoren nahe beieinander stehen, speisen diese im Allgemeinen parallel auf dieselbe NSHV.

Abb. D18: Parallele Einspeisung

• Parallel mit zwei NSHV-Systemen: Zur Steigerung der Verfügbarkeit im Falle des Ausfalls der Stromversorgung oder von Wartungsarbeiten an einem der Verteiltransformatoren, kann die NSHV mit einem Kuppelschalter in 2 Teile aufgeteilt werden. Diese Konfiguration erfordert im Allgemeinen einen automatischen Kuppelschalter.

Abb. D19: Parallel Konfiguration mit zwei NSHV-Systemen und Umschaltmöglichkeit über Kuppelschalter

• Nicht Ersatznetz-berechtigte Schaltanlage (einfacher Anschluss mit Trennmöglichkeit): An eine speziell für diesen Zweck vorgesehene Schaltanlage können eine Reihe nicht kritischer Stromkreise angeschlossen werden. Die Verbindung zur NSHV kann bei Bedarf unterbrochen werden (Überlast, Generatorbetrieb, usw.)

Abb. D20: Nicht Ersatznetz-berechtigte Schaltanlage

• Gekoppelte Schaltanlagen: Räumlich getrennte Trafos können über Schienen­verteiler verbunden werden. Kritische Verbraucher werden durch einen oder meh­re­re Trafos versorgt. Die Versorgungssicherheit wird verbessert, weil die Versorgung des Verbrauchers bei Ausfall einer Quelle gesichert ist.

Abb. D21: Gekoppelte Schaltanlagen

• Redundanzoptionen:
  • Vollständig: Jeder Trafo kann die gesamte Anlage versorgen.
  • Teilweise: Jeder Transformator kann nur einen Teil der Anlage versorgen. In diesem Fall muss ein Teil der Verbraucher abgeschaltet werden (Lastabwurf), wenn einer der Verteiltransformatoren ausfällt.

• NS-Ringkonfiguration: Diese Konfiguration kann als Erweiterung der Konfiguration mit zwei gekoppelten Schaltanlagen angesehen werden. Typischerweise werden 4 Trafos an dieselbe HS-Leitung angeschlossen und speisen über Schienenverteiler eine Ringleitung. Jeder Verbraucher wird in diesem Fall durch eine Gruppe von Trafos versorgt. Diese Konfiguration eignet sich gut für umfangreiche Anlagen mit hoher Lastdichte (in kVA/m²). Wenn alle Verbraucher durch 3 Verteiltrafos versorgt wer­den können, besteht bei Ausfall eines Trafos volle Redundanz, da die Versorgung der Verbraucher an jeder Stelle des Schienenverteilersystems sichergestellt ist. Im abweichenden Fall ist ein Betrieb mit reduzierter Leistung in Betracht zu ziehen (mit teilweisem Lastabwurf). Diese Konfiguration erfordert eine spezielle Planung des Schutzschemas, um volle Selektivität unter allen Fehlerbedingungen zu gewährleisten.

Abb. D22 – NS-Ringkonfiguration

• Doppelseitige NS-Einspeisung: Auf diese Konfiguration wird zurückgegriffen, wenn maximale Verfügbarkeit gefordert ist. Das Grundprinzip beruht auf 2 unabhängigen Energieversorgungsquellen. Beispiel:
  • 2 Transformatoren mit Versorgung durch verschiedene HS-Anlagen,
  • 1 Transformator und 1 Generator,
  • 1 Transformator und 1 USV.

Durch einen automatischen Netzumschalter wird die Parallelschaltung der Quellen ver­mie­den. Bei dieser Konfiguration sind vorbeugende und korrigierende War­tungs­­arbeiten an allen abgangsseitigen elektrischen Verteileinrichtungen ohne Unterbrechung der Stromversorgung möglich.

Abb. D23 – Doppelseitige NS-Einspeisung mit automatischer Umschaltung

• Kombinierte Konfiguration: Eine Anlage kann aus mehreren, verschie­den kon­fi­gu­rierten Abschnitten bestehen, je nach geforderter Verfügbarkeit der verschiedenen Verbrauchertypen. Beispiel: Generator und USV, Speisung von einzelnen Abschnitten über Kabel oder Schienenverteiler. Die wahrscheinlichsten und gebräuchlichsten Eigenschaften für die verschiedenen Konfigurationsmöglichkeiten der Niederspannungsversorgung sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

Abb. D24 – Beispiel einer kombinierten Konfiguration 1: Einfache Speisung, 2: Gekoppelte Schaltanlagen, 3: Doppelseitige NS-Einspeisung

Die wahrscheinlichsten und gebräuchlichsten Eigenschaften für die verschiedenen Konfigurationsmöglichkeiten der Niederspannungsversorgung sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

Zu berücksich­ti­gen­de Eigenschaften	Konfiguration
	Radial	Parallel	Lastabwurf	Gekoppelt	Ring	Doppelseitig
Topologie des Standorts	beliebig	beliebig	beliebig	1-5 Stufen bis 25000m2	1-5 Stufen bis 25000m2	beliebig
Wahlmöglichkeit des Aufstellungsorts	beliebig	beliebig	beliebig	Mittel bzw. hoch	Mittel bzw. hoch	beliebig
Wartungsfreundlichkeit	minimal	Standard	Minimal	Standard	Standard	erhöht
Leistungsbedarf	< 2500kVA	beliebig	beliebig	≥ 1250kVA	≥ 2500kVA	beliebig
Lastverteilung	Örtlich konzentrierte Verbraucher	Örtlich konzentrierte Verbraucher	Örtlich konzentrierte Verbraucher	Mittlere oder gleich­förmige Verteilung	Gleichförmige Verteilung	Örtlich konzentrierte Verbraucher
Empfindlichkeit gegenüber Betriebsunterbrechungen	Lange Unterbre­chung	Lange Unterbrechung	Lastabwurf	Lange Unterbrechung	Lange Unterbrechung	Kurze bzw. keine Unterbrechung
Empfindlichkeit gegenüber elektrischen Störungen	Geringe Empfindlichkeit	Hohe Empfindlichkeit	Geringe Empfindlichkeit	Hohe Empfindlichkeit	Hohe Empfindlichkeit	Hohe Empfindlichkeit
Weitere Faktoren	/	/	/	/	/	Doppelseitige Versorgung der Last