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1 2015 Eaton Corporation. All rights reserved. xSpider - Version 2.13 Programm für Kurzschlussberechnungen und die Dimensionierung von NS-Netzen unter.

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1 Eaton Corporation. All rights reserved. xSpider - Version 2.13 Programm für Kurzschlussberechnungen und die Dimensionierung von NS-Netzen unter Verwendung von Eaton-Geräten Software zur Unterstützung der Projektierung

2 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen xSpider ist ein grafisch orientiertes Entwurfssystem zur Dimensionierung von Niederspannungsnetzen, die mit Schutzgeräten von Eaton bestückt sind.

3 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

4 Eaton Corporation. All rights reserved.  Benutzerfreundliche Bedienungs- oberfläche, die eine einfache und rasche Eingabe einfacher Fälle unter Erhaltung maximaler Variabilität und Offenheit gestattet  Bedienung ähnlich wie bei CAD- Standardsystemen (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 Allgemeine Informationen

5 Eaton Corporation. All rights reserved. Allgemeine Informationen  Das Programm xSpider ermöglicht folgende Berechnungen:  Spannungsabfälle (  U)  Lastverteilung in den Netzzweigen (Überlast / Nennlast I n )  Kurzschlussströme (I k “, I km usw.)  Kontrolle der korrekten Dimensionierung der Leitungen (I n, I, …)  Kontrolle der korrekten Dimensionierung von Schutzgeräten  Impedanzberechnungen (Z v, …)  usw.

6 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

7 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 )

8 Eaton Corporation. All rights reserved.  Anzeige der Bedienungsanleitung a) während der Arbeit mit dem Programm xSpider jederzeit durch Klick auf das Symbol Brauchen Sie mehr Informationen?  Bedienungsanleitung: - Die elektronische Version ist Bestandteil des Installationsprogramms - Es muss der Adobe Reader oder ein ähnliches Programm installiert sein b) durch Öffnen der Datei Spider.PDF mit dem Adobe Reader (die Datei Spider.PDF befindet sich im xSpider- Stammverzeichnis) c) durch Download von der Seite zur selbständigen Verwendung

9 Eaton Corporation. All rights reserved. Wo ist das Programm xSpider erhältlich?  xSpider ist verfügbar unter:  Technischer Support:  Nach der Online-Registrierung kann das Programm kostenlos genutzt werden  Homepage:  Sprachversionen: Englisch, Deutsch, Russisch,Tschechisch, Polnisch, Ungarisch  Die Lizenznummer wird automatisch an die bei der Registrierung angegebene -Adresse gesandt

10 Eaton Corporation. All rights reserved xSpider

11 Eaton Corporation. All rights reserved. Die Arbeit mit dem Programm xSpider

12 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte  Hauptschritte: 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien

13 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte  Hauptschritte: 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien

14 Eaton Corporation. All rights reserved. 1. Definition des Projekts  Beginn Neues ProjektVorhandenes Projekt öffnen DEMO öffnen

15 Eaton Corporation. All rights reserved. 1. Definition des Projekts  Netztyp und Spannungssystem Änderung von Netztyp und Spannungssystem (falls erforderlich) Standardeinstellung: TN-Netz, 230/400 V 1 2 3

16 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte  Hauptschritte: 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien

17 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

18 Eaton Corporation. All rights reserved. Einzelelemente: Erstellung des Schaltbilds Schritt für Schritt (vielseitige Möglichkeiten, Änderungen) Elementgruppen: schnelle Erstellung des Netzschaltbilds (typische Kombinationen) z. B. Transformator Wahl des Typs Datenbank QuellenLeitungenSchutzgeräteLastenKomp. 2. Netzschaltbild

19 Eaton Corporation. All rights reserved.  Netzknoten werden automatisch gebildet Strahlennetz Maschennetz Ringnetz Leitung mit Einspeisung von einer Seite  Spannungsquellen: Speisenetz, Generator, Transformator  Möglichkeit, mehrere Spannungsquellen an beliebigen Stellen zu verwenden 2. Netzschaltbild

20 Eaton Corporation. All rights reserved.  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) 2. Netzschaltbild

21 Eaton Corporation. All rights reserved.  Lösungsbeispiele: Verwenden Sie zur Erstellung des Schaltbilds a) Einzelelemente oder b) Elementgruppen (empfohlene und einfachere Vorgehensweise)  Einspeisegruppe B) Sammelschiene im Verteiler C) Ausgangsgruppe 2. Netzschaltbild

22 Eaton Corporation. All rights reserved  Lösungsbeispiele: A) Wahl der Einspeisegruppe Einspeisung Einfügen der Gruppe Einspeisung Einspeisegruppe 2. Netzschaltbild

23 Eaton Corporation. All rights reserved.  Lösungsbeispiele : B) Vergrößerung des Ausschnitts Ausschnitt zoomen Netzschaltbild

24 Eaton Corporation. All rights reserved. Ausgangsgruppe  Lösungsbeispiele: C) Wahl der Gruppe Ausgänge Netzschaltbild

25 Eaton Corporation. All rights reserved. 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 2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs  Wenn Sie schnell mit den Berechnungen beginnen wollen, empfehlen wir Ihnen, eine der fertigen DEMO-Schaltungen zu wählen.  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 Minuten mit den Berechnungen begonnen werden!

26 Eaton Corporation. All rights reserved.  Verwendung geeigneter DEMOs (oft verwendete Schaltbilder) – die schnelle Art, mit den Berechnungen zu beginnen B) Durch Klick auf das Symbol DEMO A) Nach jedem Öffnen des Programms xSpider A) B) 2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs

27 Eaton Corporation. All rights reserved.  Wahl der geeigneten DEMO- Schaltung Verzeichnis aller Demo-Schaltungen – s. Bedienungsanleitung, Teil III, Kapitel Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs

28 Eaton Corporation. All rights reserved.  Änderung der Elementeigenschaften nach Doppelklick auf das Element Doppelklick auf das Transformatorsymbol, es erscheint das Dialogfenster „Eigenschaften von Schaltbildelementen“ Änderung der Transformator- Eigenschaften unter Verwendung der Datenbank Wahl des neuen Transformatortyps Ändern - OK OK Beispiel: Wahl eines anderen Transformatortyps Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs

29 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte  Hauptschritte: 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien

30 Eaton Corporation. All rights reserved. 3: Parameter der Netzelemente  Elementedatenbank: a) direkter Zugang 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. Wahl der DatenbankWahl des Typs

31 Eaton Corporation. All rights reserved. Speisenetz Generator Transformator Sammelschiene im Verteiler Leitung - Kabel Stromschienensystem Schutzschalter Sicherungen Schalter Motor Verbraucher Kompensation  Elementedatenbank: b) Benutzung der einzelnen Symbole Datenbank 1 2 Wahl des Typs aus der Baumstruktur der Datenbank 3 4 3: Parameter der Netzelemente

32 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte  Hauptschritte: 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien

33 Eaton Corporation. All rights reserved.  Grundberechnungen: - Berechnungen, die in allen Projekten erforderlich sind  Spannungsabfälle und Lastverteilung ( Δ U node, Δ U wl, I node, I wl )  Dreipoliger symmetrischer Kurzschluss (I k3p “, I km )  Einpoliger asymmetrischer Kurzschluss und Abschaltzeiten (I k1p “, T tr ) 4. Berechnungen B. Ergänzende Berechnungsfunktionen: - fortgeschrittene Möglichkeiten zur Gewinnung von Detailinformationen  Zweipoliger symmetrischer Kurzschluss (I k2p “, I km )  Impedanzberechnungen (Z sv, Z 1, Z 0 )  Ausdruck der Ergebnisse als komplexe Zahlen (reelle und imaginäre Komponente von Strömen und Impedanzen)

34 Eaton Corporation. All rights reserved  Wahl der Berechnungsart Wahl der gewünschten Berechnungsart 4. Berechnungen

35 Eaton Corporation. All rights reserved. b) falsch a) OK  Wahl „Kontrolle der Schaltungslogik“ Die Prüfung auf Schaltungsfehler erfolgt vor Beginn aller Berechnungen Die angezeigten Fehler müssen korrigiert und die Prüfung wiederholt werden!! Kontrolle der Schaltungslogik Fortsetzung möglich Berechnungen

36 Eaton Corporation. All rights reserved.  Prüfung, ob der Spannungsabfall nicht den eingestellten Maximalwert überschreitet  Lastverteilung in den Knoten  Prüfung der korrekten Dimensionierung von Schutzgeräten und Leitungen nach IEC  Prüfung des Schutzes gegen Überlast und Kurzschluss nach IEC  Kompensation der Blindleistung – Optimierung der Kompensation  Spannungsabfälle und Lastverteilung – Möglichkeiten: 4. Berechnungen

37 Eaton Corporation. All rights reserved.  xSpider berücksichtigt alle in IEC aufgeführten Bedingungen  Es können Verlegeart und Parameter der Kabel bestimmt werden  Spannungsabfälle und Lastverteilung: Einstellungen 4. Berechnungen

38 Eaton Corporation. All rights reserved.  Spannungsabfälle und Lastverteilung: Berechnungen Roter Text = Problem, Fehler Korrektur der angezeigten problematischen Parameter 4 Weitere Berechnungen (Schritte 2 – 4), bis alle Ergebnisse fehlerfrei sind 4. Berechnungen

39 Eaton Corporation. All rights reserved.  Spannungsabfälle und Lastverteilung: Anzeige der Ergebnisse Spannungsabfall im Knoten (dU node ) Strom im Knoten (I node ) Fehlerhaftes Element: Strom I wl im Kabel ist größer als I n des Kabels z. B. dreiphasige Belastung Spannungsabfall in der Leitung (dU wl ) Belastungsstrom (I wl ) 4. Berechnungen

40 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen

41 Eaton Corporation. All rights reserved.  Optimierung der Lastverteilung mit Hilfe der Option Betriebszustand EIN / AUS Doppelklick auf das Gerätesymbol I cu I cs 4. Berechnungen

42 Eaton Corporation. All rights reserved.  Optimierung der Lasten durch Anwendung des Nutzungsfaktors Ku DOPPELKLICK auf das Gerät Er kann für Lasten (Motor, allgemeiner Verbraucher) definiert werden Beispiel für einen Motor: Nennleistung 7.5 kW, maximale Belastung im Normalbetrieb 80 % – Nutzungsfaktor Ku = Berechnungen

43 Eaton Corporation. All rights reserved.  Optimierung der Lasten durch Anwendung des Gleichzeitigkeitsfaktors Ks DOPPELKLICK an das Gerät 1 3 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. 2 Berechnung von Spannungsabfällen und Lastverteilungen Berechnungen

44 Eaton Corporation. All rights reserved. zweipoliger Erdkurzschluss einpoliger Erdkurzschluss dreipoliger symmetrischer Kurzschluss zweipoliger unsymmetrischer Kurzschluss z. B.: Bedingungen im TN-Netz während eines einpoligen Kurzschlusses gegen Erde (unsymmetrischer Kurzschlussstrom I k1p “)  Kurzschlussströme im TN-Netz 4. Berechnungen

45 Eaton Corporation. All rights reserved.  Erwarteter max. Kurzschlussstrom während eines dreipoligen symmetrischen Kurzschlusses I k3p “  Dreipoliger Kurzschlussstrom: Möglichkeiten  Berechnungen nach IEC  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 (I cu, I cs ) - Bemessungskurzzeitstromfestigkeit der Leitung (I cw ) 4. Berechnungen

46 Eaton Corporation. All rights reserved. I k “ - Anfangskurzschlussstrom: Effektivwert eines symmetrischen Kurzschlussstroms ohne die Gleichstromkomponente beim Eintreten des Kurzschlusses. I km (i p ) - Stoßkurzschlussstrom: Die erste Amplitude (Scheitelpunkt) eines asymmetrischen Kurzschlussstroms mit der Gleichstromkomponente. I tr - Auslösestrom (symmetrisch) und seine Gleichstromkomponente. Er ist das Kriterium für die Kontrolle der Dimensionierung von Schaltern und Schutzschaltern. I k - Dauerkurzschlussstrom: Effektivwert des (symmetrischen) Kurzschlussstroms nach Abklingen aller Übergangskomponenten. Bei generatorfernen Kurzschlüssen (in der Praxis die Mehrzahl der Fälle) ist er gleich dem Anfangskurzschlussstrom I k “  Dreipoliger Kurzschlussstrom: Parameter 4. Berechnungen

47 Eaton Corporation. All rights reserved.  Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Netzkontrolle in allen Knoten Wahl der Berechnungsart 4. Berechnungen

48 Eaton Corporation. All rights reserved.  Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Ergebnisdarstellung in allen Knoten Zoom 4. Berechnungen

49 Eaton Corporation. All rights reserved.  Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Netzkontrolle im gewählten Knoten Wahl der Berechnungsart 4. Berechnungen

50 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen

51 Eaton Corporation. All rights reserved.  Prüfung des Ausschaltvermögens des (nachgeschalteten) Ausgangs- Schutzgeräts unter Berücksichtigung des Ausschaltvermögens des (vorgeschalteten) Eingangs-Schutzgeräts.  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. I cu1 = 50 kA I cu2 = 15 kA I tr = 30 kA Beispiel: I k“ = 25 kA Erwarteter Kurzschlussstrom (Effektivwert) Begrenzter Strom (max. Wert) Durchgeflossene Energie I 2 t t i 4. Berechnungen

52 Eaton Corporation. All rights reserved.  Überprüfung der Kaskadierung: Möglichkeit der Überprüfung im Modus der Kurzschlussstromberechnung Wahl der Kaskadierung zwischen Geräten Berechnungen

53 Eaton Corporation. All rights reserved.  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 Berechnungen

54 Eaton Corporation. All rights reserved B) Vergleich von zwei im Projekt verwendeten Schutzschaltern (Kaskade muss für jeden Netzknoten definiert werden)  Selektivität: Funktion, die es ermöglicht, die Selektivität zwischen zwei Schutzschaltern zu überprüfen; basiert auf den Selektivitätstabellen im Katalog der Schutzschalter. 4. Berechnungen

55 Eaton Corporation. All rights reserved.  Störungskontrolle: a) in allen Knoten – Rv1, Z1,.. komplette Prüfung des Netzzustands b) im gewählten Knoten – z. B. Z1 Optimierung der problematischen Details Knoten mit angezeigten Werten des Kurzschlussstroms  Einpoliger Kurzschluss: Darstellung der Ergebnisse T tr Ausschaltzeit der Schutzgeräte (Prüfung auf Erfüllung der Bedingungen nach IEC 60364) I k1p “ Einpoliger unsymmetrischer Kurzschluss (minimaler Kurzschlussstrom, der noch innerhalb der angegebenen Zeit die zuverlässige Auslösung des Geräts garantiert) 4. Berechnungen

56 Eaton Corporation. All rights reserved. 4. Berechnungen

57 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte  Hauptschritte: 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien

58 Eaton Corporation. All rights reserved.  Vergleich von Ausschaltkennlinien Beispiel: Optimierung der Selektivität zwischen Sicherung und Schutzschalter mit einstellbarem Auslöser. 5. Ausschaltkennlinien Lösung

59 Eaton Corporation. All rights reserved.  Einstellung von Auslösern Einstellbare Auslöser – entsprechend dem Typ des eingesetzten Schutzgeräts 5. Ausschaltkennlinien

60 Eaton Corporation. All rights reserved. Arbeitsschritte  Hauptschritte: 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien

61 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.

62 Eaton Corporation. All rights reserved.  Druck der dargestellten Ergebnisse: z. B. dreipoliger Kurzschlussstrom Druckansicht Ergebnisse

63 Eaton Corporation. All rights reserved.  Speichern des Projekts: a) sofort nach der Definition des Projekts (s. Schritt 1) b) jederzeit während der Bearbeitung c) beim Abschluss des Projekts Änderungen in Datei speichern 6. Ergebnisse

64 Eaton Corporation. All rights reserved. xSpider Wir bedanken uns für Ihre Aufmerksamkeit ! xSpider Team

65 Eaton Corporation. All rights reserved. Germany part of “powering business worldwide”


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