29.3 : Dreiphasige Kurzschlüsse im Stromnetz

Zur Bestimmung des subtransienten Fehlerstroms in einem Stromnetz werden Transformatoren durch ihre Streureaktanzen, Übertragungsleitungen durch ihre äquivalenten Serienreaktanzen und Synchronmaschinen als Konstantspannungsquellen hinter ihren subtransienten Reaktanzen dargestellt. Bei dieser Analyse werden bestimmte Elemente ausgeschlossen, wie Wicklungswiderstände, Serienwiderstände, Shunt-Admittanzen, Delta-Y-Phasenverschiebungen, Ankerwiderstand, Sättigung, Salienz, nicht rotierende Impedanzlasten und kleine Motoren mit einer Nennleistung unter 50 PS, da ihr Einfluss auf den subtransienten Fehlerstrom vernachlässigbar ist oder die Analyse erschwert, ohne die Ergebnisse wesentlich zu beeinflussen.

Bei einem dreiphasigen Kurzschluss wird der Fehler mithilfe zweier entgegengesetzter Spannungsquellen mit gleichen Zeigerwerten modelliert. Zur Berechnung des Fehlerstroms wird das Überlagerungsprinzip angewendet. Dabei werden zwei entgegengesetzte Spannungsquellen mit gleichen Zeigerwerten verwendet, wodurch das System vereinfacht werden kann, indem der Zeigerwert entfernt wird. Dadurch wird die Fehlerstromkomponente isoliert und die Berechnung vereinfacht.

Bei der Ermittlung des subtransienten Fehlerstroms werden sowohl die Beiträge des Generators als auch des Motors berücksichtigt. Durch Verwendung der anfänglichen Schaltungsbedingungen und Anwendung der entsprechenden Reaktanzen kann der subtransiente Fehlerstrom genau berechnet werden. Dieser Ansatz stellt sicher, dass die Analyse die unmittelbaren Auswirkungen des Fehlers auf das Stromnetz berücksichtigt.

Diese Methode liefert wichtige Einblicke in das Verhalten des Stromsystems während Fehlern und ermöglicht es Ingenieuren, Systeme zu entwerfen, die solchen Ereignissen standhalten können. Die Fähigkeit, den subtransienten Fehlerstrom vorherzusagen, hilft dabei, die Systemstabilität aufrechtzuerhalten und potenzielle Schäden zu minimieren. Das Verständnis der Beiträge verschiedener Komponenten während eines Fehlers und die genaue Modellierung ihrer Reaktanzen ist für ein effektives Fehlermanagement von entscheidender Bedeutung.

Durch die Konzentration auf wichtige Reaktanzen und den Einsatz des Superpositionsprinzips unterstützt diese Analyse die Entwicklung und Verwaltung robuster Stromversorgungssysteme. Dies gewährleistet Zuverlässigkeit und Sicherheit und ermöglicht effektive Minderungsstrategien bei Fehlern. Die Vorhersage des Fehlerverhaltens und das Verständnis seiner unmittelbaren Auswirkungen ist für die Aufrechterhaltung der Integrität elektrischer Netzwerke von entscheidender Bedeutung und stellt sicher, dass Stromversorgungssysteme auch unter Fehlerbedingungen zuverlässig weiterarbeiten können.