Allgemeine Planungsgrundlagen - Methodischer Ansatz
Zur umfassenden Untersuchung und Prüfung einer elektrischen Anlage lesen Sie die einzelnen Kapitel bitte in chronologischer Reihenfolge.
Auflistung des Energiebedarfs
Zur Untersuchung einer geplanten elektrischen Anlage müssen Ihnen die Normen und Bestimmungen zur fachlich korrekten Ausführung sowie die gesetzlichen Bestimmungen hinreichend bekannt sein.
Der Gesamtenergiebedarf lässt sich anhand der Daten über den Anlageort und die einzelnen Leistungen der Verbraucher sowie in Kenntnis der Betriebsarten (Verfügbarkeit, Anlaufbedingungen, nichtgleichzeitiger Betrieb usw.) rechnerisch ermitteln.
Auf der Grundlage dieser Daten wird dann die von der jeweiligen Stromquelle bereitzustellende Energie sowie (sofern erforderlich) die Anzahl von Stromquellen, die für eine ordnungsgemäße Versorgung der Anlage erforderlich sind, bestimmt.
Ebenso müssen die vor Ort geltenden Tarifregelungen bekannt sein, um letztlich entscheiden zu können, welche Art des Anschlusses an das Energieversorgungsnetz (z.B. auf HS- oder NS-Ebene) optimal geeignet ist.
Anschluss an das Energieversorgungsnetz
Der Anschluss an das Energieversorgungsnetz erfolgt auf:
- Hochspannungsebene - Siehe Anschluss an das Hochspannungs-Versorgungsnetz des Netzbetreibers ===
In diesem Fall sind Planung, Aufstellung und Ausrüstung von kundeneigenen Stationen erforderlich. Kundenstationen sind für die Aufstellung im Freien oder für Innenraumaufstellung konzipiert und müssen die Anforderungen der einschlägigen Normen und Bestimmungen erfüllen (der NS-Teil kann ggf. separat untersucht werden). In diesem Fall sind HS- oder NS-Zählung möglich.
- Niederspannungsebene - Siehe Anschluss an das NS-Verteilnetz des Netzbetreibers
Die Anlage wird am lokalen Energieversorgungsnetz angeschlossen, und die Zählung erfolgt (notwendigerweise) auf der Grundlage von NS-Tarifen.
Elektrische Verteilnetzstruktur
Das gesamte Verteilnetz der Anlage wird als ganzheitliches System untersucht.
Eine Auswahlhilfe hilft die am besten geeignete Verteilnetzstruktur auszuwählen.
Sowohl die HS/NS Hauptverteilungen als auch alle NS Energieverteilungen sind darüber abgedeckt.
Die Systeme nach Art der Erdverbindung werden unter Berücksichtigung der örtlichen Bestimmungen, der besonderen Anforderungen an die Versorgungssicherheit und der jeweiligen Lasten festgelegt.
Die Festlegung der Verteilungstechnik (Schaltfelder, Schaltgeräte, Schienenverteiler bzw. Leitungsnetz usw.) erfolgt anhand von Bauplänen und entsprechend dem Aufstellungsort der Verbraucher.
Die Art der Gebäudenutzung und auch der Aufstellungsort können sich auf die Störfestigkeit der verwendeten Betriebsmittel auswirken.
Schutz gegen elektrischen Schlag
Nach erfolgter Festlegung der Systeme nach Art der Erdverbindung (TN, TT oder IT)sind geeignete Schutzeinrichtungen zu integrieren, die zuverlässigen Schutz gegen direktes und/oder indirektes Berühren gewährleisten.
Stromkreise und Schaltgeräte
- Siehe Schutz von Stromkreisen
Im Anschluss daran wird jeder einzelne Stromkreis im Detail untersucht. Auf der Grundlage der Bemessungsströme der Lasten, des Kurzschlussstromes und der Art der verwendeten Schutzeinrichtung lässt sich der Leiterquerschnitt unter Berücksichtigung der Verlegebedingungen sowie deren Einfluss auf den Bemessungsstrom der Leiter bestimmen.
Vor der endgültigen Übernahme der ermittelten Leiterquerschnitte muss sichergestellt sein, dass:
- der Spannungsfall der jeweiligen Norm entspricht,
- die Motoren einwandfrei anlaufen können,
- der Schutz gegen elektrischen Schlag gewährleistet ist.
Daran anschließend wird der Kurzschlussstrom Ik berechnet, und der Stromkreis wird auf seine thermische und elektrodynamische Festigkeit geprüft.
Diese Berechnungen können ergeben, dass größere als ursprünglich vorgesehene Leiterquerschnitte verwendet werden müssen.
- Siehe Schaltgeräte
Die Auswahl des zu verwendenden Schaltgerätes und seiner Kenndaten richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen.
Es wird im Detail auf Kaskadenschaltungen und die Koordination von Sicherungen und Leistungsschaltern eingegangen.
Schutz bei Überspannung
Direkte oder indirekte Blitzschläge können elektrische Betriebsmittel auch über Entfernungen von mehreren Kilometern nachhaltig beschädigen. Auch Schaltspannungen während des Betriebes und transiente Überspannungen auf dem Versorgungsnetz können Schäden bewirken. Die möglichen Auswirkungen werden erörtert und konkrete Lösungsansätze vorgestellt.
Energieeffizienz in elektrischen Verteilnetzen
Der Einsatz von kommunikationsfähigen Messgeräten kann für den Betreiber einen erheblichen Mehrwert darstellen; Reduzieren des Energieverbrauches, Einsparung bei den Energiekosten, optimieren des Einsatzes elektrischer Betriebsmittel.
Blindleistung
Leistungsfaktorkorrekturen werden lokal, zentral oder durch eine Kombination beider Maßnahmen durchgeführt.
Oberschwingungen
Netzseitige Oberschwingungen verschlechtern die Energieversorgungsqualität und sind ursächlich für diverse Störauswirkungen wie Überlastungen, Vibrationen, vorzeitige Gerätealterung, Störung ansprechempfindlicher Geräte in LAN-Netzwerken oder Telefonnetzen verantwortlich. In diesem Kapitel befassen wir uns mit den Ursachen und Wirkungen von Oberschwingungen, erklären die Vorgehensweise bei der Messung von Oberschwingungsanteilen und stellen konkrete Lösungsansätze vor.
Besondere Stromquellen und Lasten
Schwerpunktmäßig werden hier die folgenden Punkte und Betriebsmittel untersucht:
- besondere Stromquellen wie Wechsel- oder Gleichrichter,
- Lasten mit besonderen Eigenschaften, wie beispielsweise Asynchronmotoren, Beleuchtungsanlagen oder NS/NS-Transformatoren,
- Sondersysteme, wie beispielsweise Gleichspannungsnetze.
Eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Energie
- Siehe Solaranlagen
Bei der Installation von Solaranlagen müssen die entsprechenden Anschluss- und Installationsvorschriften beachtet werden.
Allgemeine Anwendungen
Für bestimmte Gebäude und Orte sind Bestimmungen äußerst streng: Insbesondere gilt dies für Gebäude mit Publikumsverkehr.
EMV-Richtlinien
- Siehe EMV-Richtlinien
Die Einhaltung einiger grundlegender Richtlinien ist Voraussetzung für die Sicherstellung der elektromagnetischen Kompatibilität. Die Nichteinhaltung dieser Richtlinien kann erhebliche Konsequenzen für die Betriebsfähigkeit elektrischer Einrichtungen haben: Störungen im Kommunikationssystem, fehlerhaftes Auslösen von Schutzeinrichtungen oder sogar die Zerstörung von empfindlichen Geräten.
Ecodial-Software
Ein hilfreiches Begleitprogramm für das Planungskompendium
Ecodial[1] ist ein Software-Tool zur Planung und Berechnung von NS-Anlagen gemäß den IEC-Normen und Harmonisierungsdokumenten (HD).
Funktionsumfang:
- Erstellung von Stromlaufplänen
- Berechnung von Kurzschlussströmen
- Berechnung des Spannungsfalls
- Optimierung der Leiterquerschnitte von Kabeln und Leitungen
- Bestimmung der Bemessungsgrößen von Schaltgeräten und Sicherungen
- Selektivität von Schutzeinrichtungen, von der HS bis zum Endverbraucher
- Empfehlungen zu Kaskadenschaltungen
- Nachweis des Schutzes von Personen bei indirektem Berühren
- Ausdrucken aller berechneten Planungsdaten
Anmerkung
- ^ Ecodial ist ein Produkt von Schneider Electric. Deutsche Version verfügbar; englische und französische Sprache wählbar.
