Software zur Unterstützung der Projektierung xSpider - Version 2.13 Programm für Kurzschlussberechnungen und die Dimensionierung von NS-Netzen unter Verwendung von Eaton-Geräten

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

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

Allgemeine Informationen 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 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

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

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 )

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 xSpider-Stammverzeichnis) c) durch Download von der Seite http://xspider.moeller.net zur selbständigen Verwendung 8

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: xspider@eaton.com

xSpider 1 2 3 4 5

Die Arbeit mit dem Programm xSpider

Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 12

Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 13

1. Definition des Projekts Beginn Neues Projekt Vorhandenes Projekt öffnen DEMO öffnen

1. Definition des Projekts Netztyp und Spannungssystem Änderung von Netztyp und Spannungssystem (falls erforderlich) Standardeinstellung: TN-Netz, 230/400 V 1 2 3

Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien 16

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

2. Netzschaltbild Quellen Leitungen Schutzgeräte Lasten Komp. Elementgruppen: schnelle Erstellung des Netzschaltbilds (typische Kombinationen) Einzelelemente: Erstellung des Schaltbilds Schritt für Schritt (vielseitige Möglichkeiten, Änderungen) 1 3 Wahl des Typs z. B. Transformator 2 4 Datenbank

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

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

2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele: Verwenden Sie zur Erstellung des Schaltbilds a) Einzelelemente oder b) Elementgruppen (empfohlene und einfachere Vorgehensweise) Einspeisegruppe B) Sammelschiene im Verteiler C) Ausgangsgruppe 21

2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele: A) Wahl der Einspeisegruppe Einspeisung 1 Einfügen der Gruppe Einspeisung 2 Einspeisegruppe 3 22

2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele : B) Vergrößerung des Ausschnitts Ausschnitt zoomen 1 3 2 23

2. Netzschaltbild Lösungsbeispiele: C) Wahl der Gruppe Ausgänge 1 2 4 Ausgangsgruppe 2 4 5 3 24

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!

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)

2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs Wahl der geeigneten DEMO- Schaltung Verzeichnis aller Demo-Schaltungen – s. Bedienungsanleitung, Teil III, Kapitel 25.3 27

2. Netzschaltbild: Verwendung von DEMOs Änderung der Elementeigenschaften nach Doppelklick auf das Element Beispiel: Wahl eines anderen Transformatortyps 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 5 1 2 3 4 1 3 2 4 5

Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien Všeobecné vlastnosti - zadání všeobecných parametrů sítě (napětí, soustava, ...) Schéma sítě - zadání struktury sítě Parametry obvodu - zadání parametrů zátěže, délky kabelu, sběrnic a přípojnicových systémů Součet výkonů - výpočet požadovaného výkonu a aktuálních proudu rozvodu Výpočet - průřezu kabelu, zkratových proudů, úbytku napětí, volby přístrojů, ... Výsledky - tisk vstupních / výstupních parametrů použitých pro výpočet 29

3: Parameter der Netzelemente Elementedatenbank: a) direkter Zugang 1 Wahl der Datenbank Wahl des Typs 2 4 4 5 3 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.

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

Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien Všeobecné vlastnosti - zadání všeobecných parametrů sítě (napětí, soustava, ...) Schéma sítě - zadání struktury sítě Parametry obvodu - zadání parametrů zátěže, délky kabelu, sběrnic a přípojnicových systémů Součet výkonů - výpočet požadovaného výkonu a aktuálních proudu rozvodu Výpočet - průřezu kabelu, zkratových proudů, úbytku napětí, volby přístrojů, ... Výsledky - tisk vstupních / výstupních parametrů použitých pro výpočet 32

4. Berechnungen 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

4. Berechnungen Wahl der Berechnungsart 1 2 3 Wahl der gewünschten Berechnungsart 3 34

4. Berechnungen Wahl „Kontrolle der Schaltungslogik“ Die Prüfung auf Schaltungsfehler erfolgt vor Beginn aller Berechnungen 1 2 Kontrolle der Schaltungslogik a) OK 4 Fortsetzung möglich b) falsch 3 Die angezeigten Fehler müssen korrigiert und die Prüfung wiederholt werden!!

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

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

4. Berechnungen Spannungsabfälle und Lastverteilung: Berechnungen 1 2 Korrektur der angezeigten problematischen Parameter 3 Weitere Berechnungen (Schritte 2 – 4), bis alle Ergebnisse fehlerfrei sind 4 Roter Text = Problem, Fehler 38

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

4. Berechnungen 40

4. Berechnungen Optimierung der Lastverteilung mit Hilfe der Option Betriebszustand EIN / AUS 2 Doppelklick auf das Gerätesymbol 1 Ics Icu 3

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

4. Berechnungen Er kann für Netzknoten definiert werden 4 2 1 5 3 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 Berechnung von Spannungsabfällen und Lastverteilungen 4 2 1 5 3 43

4. Berechnungen Kurzschlussströme im TN-Netz dreipoliger symmetrischer Kurzschluss zweipoliger unsymmetrischer Kurzschluss zweipoliger Erdkurzschluss einpoliger Erdkurzschluss z. B.: Bedingungen im TN-Netz während eines einpoligen Kurzschlusses gegen Erde (unsymmetrischer Kurzschlussstrom Ik1p“)

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)

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“

4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Netzkontrolle in allen Knoten 1 Wahl der Berechnungsart 2 3 1 2 3 4 8 9 6 5 7

4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Ergebnisdarstellung in allen Knoten Zoom

4. Berechnungen Dreipoliger Kurzschlussstrom: a) Netzkontrolle im gewählten Knoten 1 2 Wahl der Berechnungsart 3 4 1 2 3 4 9 8 5 6 7

4. Berechnungen 50

Begrenzter Strom (max. Wert) 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) Ausgangs-Schutzgeräts unter Berücksichtigung des Ausschaltvermögens des (vorgeschalteten) Eingangs-Schutzgeräts. Erwarteter Kurzschlussstrom (Effektivwert) Begrenzter Strom (max. Wert) DurchgeflosseneEnergie I2t t i Icu1 = 50 kA Icu2 = 15 kA Itr = 30 kA Beispiel: Ik“ = 25 kA

4. Berechnungen Überprüfung der Kaskadierung: Möglichkeit der Überprüfung im Modus der Kurzschlussstromberechnung 2 1 3 4 Wahl der Kaskadierung zwischen Geräten 5

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

4. Berechnungen (Kaskade muss für jeden Netzknoten definiert werden) 1 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

Einpoliger Kurzschluss: Darstellung der Ergebnisse 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

4. Berechnungen 56

Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien Všeobecné vlastnosti - zadání všeobecných parametrů sítě (napětí, soustava, ...) Schéma sítě - zadání struktury sítě Parametry obvodu - zadání parametrů zátěže, délky kabelu, sběrnic a přípojnicových systémů Součet výkonů - výpočet požadovaného výkonu a aktuálních proudu rozvodu Výpočet - průřezu kabelu, zkratových proudů, úbytku napětí, volby přístrojů, ... Výsledky - tisk vstupních / výstupních parametrů použitých pro výpočet 57

5. Ausschaltkennlinien Vergleich von Ausschaltkennlinien Beispiel: Optimierung der Selektivität zwischen Sicherung und Schutzschalter mit einstellbarem Auslöser. Lösung

5. Ausschaltkennlinien Einstellung von Auslösern Einstellbare Auslöser – entsprechend dem Typ des eingesetzten Schutzgeräts

Arbeitsschritte Hauptschritte: 1. Definition des Projekts 6. Ergebnisse 1. Definition des Projekts 2. Netzschaltbild 3. Parameter der Netzelemente 4. Berechnungen 5. Ausschaltkennlinien Všeobecné vlastnosti - zadání všeobecných parametrů sítě (napětí, soustava, ...) Schéma sítě - zadání struktury sítě Parametry obvodu - zadání parametrů zátěže, délky kabelu, sběrnic a přípojnicových systémů Součet výkonů - výpočet požadovaného výkonu a aktuálních proudu rozvodu Výpočet - průřezu kabelu, zkratových proudů, úbytku napětí, volby přístrojů, ... Výsledky - tisk vstupních / výstupních parametrů použitých pro výpočet 60

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.

6. Ergebnisse Druck der dargestellten Ergebnisse: z. B. dreipoliger Kurzschlussstrom 1 3 Druckansicht 2 4

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

Wir bedanken uns für Ihre Aufmerksamkeit ! xSpider Wir bedanken uns für Ihre Aufmerksamkeit ! xSpider Team

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