Software zur Unterstützung der Projektierung xSpider - Version 2.13 Programm für Kurzschlussberechnungen und die Dimensionierung von NS-Netzen unter Verwendung von Eaton-Geräten 1 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen xSpider ist ein grafisch orientiertes Entwurfssystem zur Dimensionierung von Niederspannungsnetzen, die mit Schutzgeräten von Eaton bestückt sind. 2 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen xSpider ist für Entwickler, Projektanten und Revisionstechniker bestimmt Entwurf von TN/TT/ IT-Netzen verschiedener Spannungssysteme bis 1000 V Entwurf von Strahlen- und Maschennetzen Entwurf von Netzen, die aus einer oder aus mehreren Quellen gespeist werden (übergeordnetes Netz, Transformator, Generator). Entwurf von Netzen, die parallel aus verschiedenen Quellen gespeist werden Alle Berechnungen (Spannungsabfälle, Lastverteilung, Impedanzen, Kurzschlüsse) basieren auf der IEC-Norm 3 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen Benutzerfreundliche Bedienungsoberfläche, die eine einfache und rasche Eingabe einfacher Fälle unter Erhaltung maximaler Variabilität und Offenheit gestattet Bedienung ähnlich wie bei CADStandardsystemen (z. B. AutoCAD) Eigenständiges Programm, einsetzbar unter dem Betriebssystem Windows 95/98/NT/2000/XP/Vista/7 Nach der Online-Registrierung kann das Programm kostenlos genutzt werden 4 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen Das Programm xSpider ermöglicht folgende Berechnungen: Spannungsabfälle (U) Lastverteilung in den Netzzweigen (Überlast / Nennlast In) Kurzschlussströme (Ik“, Ikm usw.) Kontrolle der korrekten Dimensionierung der Leitungen (In, I, …) Kontrolle der korrekten Dimensionierung von Schutzgeräten Impedanzberechnungen (Zv, …) usw. 5 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen Baumstruktur der Datenbanken für alle gebräuchlichen Netzkomponenten Darstellung der Ausschaltkennlinien einzelner Schutzgeräte im Netz Möglichkeit zur Beurteilung der Selektivität zwischen den einzelnen Geräten NNeue Funktion zur Beurteilung der Selektivität von Schutzschaltern, die im Katalog enthalten sind 6 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen Export der Grafiken (Schaltbilder) - im DXF-Format (geeignet für CAD-Systeme wie z. B. AutoCAD) Druckausgabe der Grafiken in verschiedenen Papierformaten - A5, A4, A3, A2, A1, A0 Ausgabe der Tabellen mit den Ergebnissen - Druck auf Papier (Format A4) - Export ins Programm Excel (Format .xls ) 7 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Brauchen Sie mehr Informationen? Bedienungsanleitung: - Die elektronische Version ist Bestandteil des Installationsprogramms - Es muss der Adobe Reader oder ein ähnliches Programm installiert sein Anzeige der Bedienungsanleitung a) während der Arbeit mit dem Programm xSpider jederzeit durch Klick auf das Symbol b) durch Öffnen der Datei Spider.PDF mit dem Adobe Reader (die Datei Spider.PDF befindet sich im xSpiderStammverzeichnis) c) durch Download von der Seite http://xspider.moeller.net zur selbständigen Verwendung 8 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Wo ist das Programm xSpider erhältlich? xSpider ist verfügbar unter: www.moeller.net Homepage: http://xspider.moeller.net Nach der Online-Registrierung kann das Programm kostenlos genutzt werden Die Lizenznummer wird automatisch an die bei der Registrierung angegebene E-Mail-Adresse gesandt Sprachversionen: Englisch, Deutsch, Russisch,Tschechisch, Polnisch, Ungarisch Technischer Support: [email protected] 9 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. xSpider 1 2 3 4 10 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 5 Die Arbeit mit dem Programm xSpider 11 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 6. Ergebnisse 12 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 6. Ergebnisse 13 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 1. Definition des Projekts Beginn Neues Projekt Vorhandenes Projekt öffnen 14 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. DEMO öffnen 1. Definition des Projekts Netztyp und Spannungssystem 1 2 Änderung von Netztyp und Spannungssystem (falls erforderlich) Standardeinstellung: TN-Netz, 230/400 V 3 15 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 6. Ergebnisse 16 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Zunächst sollten Sie eine klare Vorstellung vom Aufbau des Schaltbilds haben (anhand eines Projekts oder realer Anforderungen) Das Schaltbild dient als Muster bei der Erstellung des endgültigen Schaltbilds im Programm xSpider Jedes existierende Schaltbild, das in der gegebenen Sprachversion des Programms xSpider erstellt wurde, kann schnell an die neue Aufgabe angepasst werden 17 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Quellen Elementgruppen: schnelle Erstellung des Netzschaltbilds (typische Kombinationen) Leitungen Schutzgeräte Lasten Komp. Einzelelemente: Erstellung des Schaltbilds Schritt für Schritt (vielseitige Möglichkeiten, Änderungen) 1 3 z. B. Transformator Wahl des Typs 2 4 Datenbank 18 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Netzknoten werden automatisch gebildet Spannungsquellen: Speisenetz, Generator, Transformator Möglichkeit, mehrere Spannungsquellen an beliebigen Stellen zu verwenden Strahlennetz Maschennetz Ringnetz Leitung mit Einspeisung von einer Seite 19 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Standardfunktionen zur Editierung des Schaltbilds: Löschen, Verschieben, Kopieren, Dehnen Standardfunktionen zur Veränderung der Darstellung Ansicht verschieben, Zoom, ….. Möglichkeit der Ergänzung durch freie Grafik: Linie, Kreis, Rechteck, Text Möglichkeit der Übertragung von Objekten zwischen verschiedenen Projekten unter Verwendung der Zwischenablage (Ctrl+C, dann Ctrl+V) Möglichkeit des Umschaltens zwischen mehreren gleichzeitig geöffneten Projekten (MDI-Schnittstelle, Windows) 20 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele: Verwenden Sie zur Erstellung des Schaltbilds a) Einzelelemente oder b) Elementgruppen (empfohlene und einfachere Vorgehensweise) A) Einspeisegruppe B) Sammelschiene im Verteiler C) Ausgangsgruppe 21 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele: A) Wahl der Einspeisegruppe Einspeisung 1 Einfügen der Gruppe Einspeisung 2 Einspeisegruppe 3 22 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele : B) Vergrößerung des Ausschnitts Ausschnitt zoomen 3 1 2 23 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele: C) Wahl der Gruppe Ausgänge Ausgangsgruppe 1 2 4 5 3 24 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs Wenn Sie schnell mit den Berechnungen beginnen wollen, empfehlen wir Ihnen, eine der fertigen DEMO-Schaltungen zu wählen. So wird es gemacht: 1. DEMO-Auswahl durch Klick auf das Symbol öffnen 2. Die Eigenschaften des gewählten Elements im Schaltbild werden durch Doppelklick auf das Element dargestellt Durch Verwendung des modifizierten Schaltbilds (Löschen von Elementen oder Änderung des Schaltgerätezustandes Ein/Aus) und nach der nötigen Änderung der Elementparameter entsprechend den Anforderungen (Datenbank) kann schon nach 10 - 20 Minuten mit den Berechnungen begonnen werden! 25 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs Verwendung geeigneter DEMOs (oft verwendete Schaltbilder) – die schnelle Art, mit den Berechnungen zu beginnen A) Nach jedem Öffnen des Programms xSpider B) B) Durch Klick auf das Symbol DEMO A) 26 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs Wahl der geeigneten DEMO- Schaltung Verzeichnis aller Demo-Schaltungen – s. Bedienungsanleitung, Teil III, Kapitel 25.3 27 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs Änderung der Elementeigenschaften nach Doppelklick auf das Element Beispiel: Wahl eines anderen Transformatortyps 1 Doppelklick auf das Transformatorsymbol, es erscheint das Dialogfenster „Eigenschaften von Schaltbildelementen“ 1 3 2 Änderung der Transformator- Eigenschaften unter Verwendung der Datenbank 3 Wahl des neuen 2 Transformatortyps 5 4 4 Ändern - OK 5 OK 28 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 6. Ergebnisse 29 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 3: Parameter der Netzelemente Elementedatenbank: a) direkter Zugang Wahl der Datenbank 1 Wahl des Typs 2 4 3 4 5 5 Die Datenbanken sind offen aufgebaut - der Benutzer kann sie beliebig durch Elemente ergänzen, die er in seinen eigenen Projekten verwendet. Es ist möglich, den Datenbankbaum wie auch die Datentabellen zu ergänzen. 30 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 3: Parameter der Netzelemente Elementedatenbank: b) Benutzung der einzelnen Symbole Speisenetz Generator Transformator 3 1 Datenbank Wahl des Typs aus der Baumstruktur der Datenbank Sammelschiene im Verteiler Leitung - Kabel Stromschienensystem 2 Schutzschalter Sicherungen Schalter Motor 4 Verbraucher Kompensation 31 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 6. Ergebnisse 32 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen A. Grundberechnungen: - Berechnungen, die in allen Projekten erforderlich sind Spannungsabfälle und Lastverteilung (ΔUnode, ΔUwl, Inode, Iwl) Dreipoliger symmetrischer Kurzschluss (Ik3p“, Ikm) Einpoliger asymmetrischer Kurzschluss und Abschaltzeiten (Ik1p“, Ttr) B. Ergänzende Berechnungsfunktionen: - fortgeschrittene Möglichkeiten zur Gewinnung von Detailinformationen Zweipoliger symmetrischer Kurzschluss (Ik2p“, Ikm) Impedanzberechnungen (Zsv, Z1, Z0) Ausdruck der Ergebnisse als komplexe Zahlen (reelle und imaginäre Komponente von Strömen und Impedanzen) 33 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Wahl der Berechnungsart 2 1 Wahl der gewünschten Berechnungsart 3 34 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Wahl „Kontrolle der Schaltungslogik“ Die Prüfung auf Schaltungsfehler erfolgt vor Beginn aller Berechnungen 1 2 Kontrolle der Schaltungslogik 4 a) OK Fortsetzung möglich b) falsch 3 Die angezeigten Fehler müssen korrigiert und die Prüfung wiederholt werden!! 35 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Spannungsabfälle und Lastverteilung – Möglichkeiten: Prüfung, ob der Spannungsabfall nicht den eingestellten Maximalwert überschreitet Lastverteilung in den Knoten Prüfung der korrekten Dimensionierung von Schutzgeräten und Leitungen nach IEC 60364-5-523 Prüfung des Schutzes gegen Überlast und Kurzschluss nach IEC 60364-4-43 Kompensation der Blindleistung – Optimierung der Kompensation 36 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Spannungsabfälle und Lastverteilung: Einstellungen xSpider berücksichtigt alle in IEC 60364-5-523 aufgeführten Bedingungen Es können Verlegeart und Parameter der Kabel bestimmt werden 37 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Spannungsabfälle und Lastverteilung: Berechnungen 1 2 3 Korrektur der angezeigten problematischen Parameter 4 Weitere Berechnungen (Schritte 2 – 4), bis alle Ergebnisse fehlerfrei sind Roter Text = Problem, Fehler 38 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Spannungsabfälle und Lastverteilung: Anzeige der Ergebnisse z. B. dreiphasige Belastung Fehlerhaftes Element: Strom Iwl im Kabel ist größer als In des Kabels Spannungsabfall in der Leitung (dUwl) Belastungsstrom (Iwl) Spannungsabfall im Knoten (dUnode) Strom im Knoten (Inode) 39 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen 40 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Optimierung der Lastverteilung mit Hilfe der Option Betriebszustand EIN / AUS 1 Doppelklick auf das Gerätesymbol 2 Ics Icu 3 41 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Optimierung der Lasten durch Anwendung des Nutzungsfaktors Ku Er kann für Lasten (Motor, allgemeiner Verbraucher) definiert werden Beispiel für einen Motor: Nennleistung 7.5 kW, maximale Belastung im Normalbetrieb 80 % – Nutzungsfaktor Ku = 0.8 1 DOPPELKLICK auf das Gerät 2 3 42 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Optimierung der Lasten durch Anwendung des Gleichzeitigkeitsfaktors Ks Er kann für Netzknoten definiert werden Er gibt die Gleichzeitigkeit der Belastungen im Netzknoten an (Verhältnis der aktiven Geräte zur gesamten Geräteanzahl). Nur für Strahlennetze. DOPPELKLICK an das Gerät 4 Berechnung von Spannungsabfällen 2 Lastverteilungen und 1 5 3 43 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Kurzschlussströme im TN-Netz dreipoliger symmetrischer Kurzschluss zweipoliger Erdkurzschluss zweipoliger unsymmetrischer Kurzschluss einpoliger Erdkurzschluss z. B.: Bedingungen im TN-Netz während eines einpoligen Kurzschlusses gegen Erde (unsymmetrischer Kurzschlussstrom Ik1p“) 44 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: Möglichkeiten Erwarteter max. Kurzschlussstrom während eines dreipoligen symmetrischen Kurzschlusses Ik3p“ Berechnungen nach IEC 60909 Wahl der möglichen Störung: a) in allen Knoten – Gesamtübersicht über die Netzverhältnisse b) in ausgewählten Knoten – Optimierung der Netzverhältnisse, Schwerpunkt auf problembehafteten Teilen des Netzes Wahl der Prüfung auf korrekte Dimensionierung: - Ausschaltvermögen der Schutzschalter (Icu, Ics) - Bemessungskurzzeitstromfestigkeit der Leitung (Icw) 45 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: Parameter Ik“ - Anfangskurzschlussstrom: Effektivwert eines symmetrischen Kurzschlussstroms ohne die Gleichstromkomponente beim Eintreten des Kurzschlusses. Ikm (ip) - Stoßkurzschlussstrom: Die erste Amplitude (Scheitelpunkt) eines asymmetrischen Kurzschlussstroms mit der Gleichstromkomponente. Itr - Auslösestrom (symmetrisch) und seine Gleichstromkomponente. Er ist das Kriterium für die Kontrolle der Dimensionierung von Schaltern und Schutzschaltern. Ik - Dauerkurzschlussstrom: Effektivwert des (symmetrischen) Kurzschlussstroms nach Abklingen aller Übergangskomponenten. Bei generatorfernen Kurzschlüssen (in der Praxis die Mehrzahl der Fälle) ist er gleich dem Anfangskurzschlussstrom Ik“ 46 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Netzkontrolle in allen Knoten 1 2 Wahl der Berechnungsart 3 1 2 3 4 8 9 6 5 7 47 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Ergebnisdarstellung in allen Knoten Zoom 48 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Netzkontrolle im gewählten Knoten 1 2 Wahl der Berechnungsart 3 4 1 5 2 3 4 8 6 7 49 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 9 4. Berechnungen 50 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Kaskadierung – Anordnung, bei der das erste Schutzgerät (1) in der Lage ist, den Kurzschlussstrom auf einen Wert zu reduzieren, der dann sicher vom zweiten Gerät (2) ausgeschaltet werden kann. Prüfung des Ausschaltvermögens des (nachgeschalteten) AusgangsSchutzgeräts unter Berücksichtigung des Ausschaltvermögens des (vorgeschalteten) Eingangs-Schutzgeräts. i Beispiel: Icu1 = 50 kA Icu2 = 15 kA Ik“ = 25 kA Itr = 30 kA 51 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Erwarteter Kurzschlussstrom (Effektivwert) Begrenzter Strom (max. Wert) Durchgeflossene Energie I2t t 4. Berechnungen Überprüfung der Kaskadierung: Möglichkeit der Überprüfung im Modus der Kurzschlussstromberechnung 2 1 3 4 Wahl der Kaskadierung zwischen Geräten 5 52 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Selektivität: Funktion, die es ermöglicht, die Selektivität zwischen zwei Schutzschaltern zu überprüfen; basiert auf den Selektivitätstabellen im Katalog der Schutzschalter. A) Vergleich von zwei beliebigen aus der Datenbank gewählten Schutzschaltern 1 2 3 4 5 53 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Selektivität: Funktion, die es ermöglicht, die Selektivität zwischen zwei Schutzschaltern zu überprüfen; basiert auf den Selektivitätstabellen im Katalog der Schutzschalter. B) Vergleich von zwei im Projekt verwendeten Schutzschaltern (Kaskade muss für jeden Netzknoten definiert werden) 1 2 3 54 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen Einpoliger Kurzschluss: Darstellung der Ergebnisse Störungskontrolle: a) in allen Knoten – Rv1, Z1, .. komplette Prüfung des Netzzustands b) im gewählten Knoten – z. B. Z1 Optimierung der problematischen Details Ttr Ausschaltzeit der Schutzgeräte (Prüfung auf Erfüllung der Bedingungen nach IEC 60364) Ik1p“ Einpoliger unsymmetrischer Kurzschluss (minimaler Kurzschlussstrom, der noch innerhalb der angegebenen Zeit die zuverlässige Auslösung des Geräts garantiert) Knoten mit angezeigten Werten des Kurzschlussstroms 55 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen 56 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 6. Ergebnisse 57 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 5. Ausschaltkennlinien Vergleich von Ausschaltkennlinien Beispiel: Optimierung der Selektivität zwischen Sicherung und Schutzschalter mit einstellbarem Auslöser. Lösung 58 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 5. Ausschaltkennlinien Einstellung von Auslösern Einstellbare Auslöser – entsprechend dem Typ des eingesetzten Schutzgeräts 59 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 6. Ergebnisse 60 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 6. Ergebnisse Das Verzeichnis ungeeigneter Elemente wird unmittelbar nach der Durchführung von Berechnungen angezeigt und kann ausgedruckt werden. Die errechneten Werte der einzelnen Elemente werden im Schaltbild dargestellt. Das Schaltbild mit den Ergebnissen kann auf einem beliebigen Drucker oder Plotter, der in Windows zur Verfügung steht, ausgegeben werden. Liste der Netzelemente mit Berechnungsergebnissen – Möglichkeit der Druckausgabe von Tabellen mit Ergebnissen Liste der Netzelemente mit ihren Parametern – Möglichkeit der Druckausgabe von Tabellen mit Kabelverzeichnis. 61 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 6. Ergebnisse Druck der dargestellten Ergebnisse: z. B. dreipoliger Kurzschlussstrom 1 3 Druckansicht 2 4 62 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. 6. Ergebnisse Speichern des Projekts: a) sofort nach der Definition des Projekts (s. Schritt 1) b) jederzeit während der Bearbeitung c) beim Abschluss des Projekts 1 Änderungen in Datei speichern 2 3 63 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. xSpider Wir bedanken uns für Ihre Aufmerksamkeit ! xSpider Team 64 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. Germany part of “powering business worldwide” 65 2015 Eaton Corporation. All rights reserved.
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