Energieverteilungen werden im einfachsten Fall mit einer Einspeisung versorgt. Aus sicherheits-, ökonomischen- oder technischen Gesichtspunkten kann es erforderlich sein, weitere Einspeisungen vorzusehen. Durch diese Erweiterung der Einspeisungen verändern sich die Parameter der Anlage und können zum Beispiel bei den Kurzschlussleistungen, gegebene technische Verteilerdaten übersteigen. Weiterhin sind aus versorgungstechnischen Gründen gewisse Verteilerabschnitte von anderen Abschnitten im Fehlerfall mit Energie zu versorgen. Um die Kurzschlußströme in derartigen Anlagen leichter zu beherrschen und höhere Versorgungssicherheiten zu erreichen, werden einzelne Verbraucher bestimmten Sammelschienenabschnitten zugeordnet und durch Kupplungen verbunden oder getrennt, je nach Anforderung oder gewählter Fahrweise des Anlagenbetreibers. In unserem Schaltschrankkonzept "Modul - Systemtechnik" sind zwei Arten von Kupplungen hinterlegt:
- Kupplungsfelder für versorgungssichere Verteilerabschnitte
- Kupplungsfelder für gleichgestellte Verteilerabschnitte
Beide Arten sind miteinander kombinierbar, wobei die Kuppelfelder für versorgungssichere Verteilerabschnitte immer an den äußeren Enden des Energieverteilers angeflanscht werden sollten.
Kuppelfelder für versorgungssichere Verteilerabschnitte
Kuppelfelder teilen in der Regel ein allgemeines Netz (AV = Allgemeine Versorgung) von einem sicheren Netz (SV = Sichere Versorgung).
Bild 1: Grundsätzlicher Aufbau mit AV- und SV-Teil Das Konzept unterscheidet zwei Fahrweisen, zum einen den geöffneten- und den geschlossenen Kuppelschalter.
- Bei geschlossenem Kuppelschalter wird die sichere Schiene (SV- Seite), im Normalbetrieb, von der AV- Einspeisung versorgt. Im Fehlerfall (Ausfall AV- Netz) wird die Kupplung geöffnet und die die Versorgung des SV- Teils übernimmt dessen SV- Einspeisung (Netzersatzanlage wie Dieselgenerator oder separatem Netz).
- Bei offenem Kuppelschalter wird die sichere Schiene (SV- Seite) immer durch dessen SV- Einspeisung, im Normalbetrieb, versorgt (separates Netz). Im Fehlerfall (Ausfall SV- Netz) muss der AV- Teil die Versorgung des SV- Teils übernehmen.
- Beide Fahrweisen bedingen eine Umschalteinrichtung, die mit Hilfe von Unterspannungsrelais in den jeweiligen Einspeisungen und über eine Steuerung (sollte TÜV geprüft sein) geschalten werden.
Folgende Bedingungen muss diese Steuerung erfüllen:
- Sinkt die Spannung auf der bevorzugten Einspeisung unter den eingestellten Wert (in der Regel 0,8xUn), so erfolgt eine automatische Umschaltung auf die zweite Leitung. Eine Umschaltung soll auch dann erfolgen, wenn die Spannung auf der bevorzugten Einspeisung den festen Wert von 1,15xUn überschreitet.
- Die Rückschaltung auf die bevorzugte Einspeisung sollte automatisch erfolgen nach Spannungsrückkehr.
- Überwachung der Leistungsschalter auf korrektem Schaltzustand und auf Drahtbruch der Steuerleitungen.
- Spannungsüberwachungsrelais immer vor der Einspeisung.
Der Kuppelschalter ist von seiner Dimensionierung direkt gebunden an die SV-Einspeisung d.h., der Einspeiseschalter SV hat dieselbe Größe wie der Kuppelschalter. Die benötigte Leistung der SV- Seite, ist im vollen Umfang von der vorgeordneten AV- Seite bereitzustellen. Demzufolge ist der Strombedarf der SV- Seite, in die Berechnung der AV- Einspeisung und deren horizontale Sammelschiene einzubeziehen.
Kuppelfelder für gleichgestellte Verteilerabschnitte
Wie schon im Vortext hingewiesen, kann eine Verteilung (Haupt- oder Unterverteilung) aus mehr als einer Einspeisung bestehen. Somit bringt jede Einspeisung ihre typischen Parameter, die größtenteils von der Energiequelle bestimmt werden (Trafo, einspeisendes Netz etc.) in die Gesamtkonstruktion und Dimensionierung der Energieverteileranlage ein.
Bild 2: Hauptverteilung mit Längskupplungen Um zum Beispiel daraus resultierende Kurzschlussströme sicher zu beherrschen und Versorgungssicherheiten auf zuvor bestimmten Sammelschienenabschnitten herzustellen, sind die einzelnen Verteilerabschnitte über Kupplungen zu trennen oder zu verbinden je nach Fahrweise. Die Größe des Kuppelschalters wird durch die Hauptsammelschiene vorgegeben. Strommäßig geht der Kuppelschalter nicht in die Berechnung der Einspeisungen ein. In unserem Konzept wird jeder Verbraucherabgang einer Einspeisung zugewiesen, die zuvor durch den Anwender in der Projektverwaltung (Tabelle Verbindungstypen) festgelegt wurden. Die so entstehenden Sammelschienenabschnitte können dann durch die im Programm festgelegte Kupplung verbunden werden. Die größte Einspeisung mit Ihrem zugehörigen Sammelschienensystem bestimmt die Sammelschiene der gesamten Anlage. Die Kuppelschalter in diesen Anlagen sollten als Leistungsselbstschalter ausgeführt werden, um gegebenenfalls im Fehlerfalle einzelne Abschnitte selbsttätig trennen zu können. Über ein automatisches Lastmanagement (SPS - Steuerung oder ähnliches), welches die gesamte Energieversorgung überwacht und steuert, sind die gewählten Einspeisungen, Kupplungen und Verbraucherabgänge so technologisch miteinander abzustimmen, das keine Überlastungen oder gefährdenden Situationen in den einzelnen Feldabschnitten entstehen.
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