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Schaltanlagen in Schubeinsatztechnik zur flexiblen Energieverteilung
ep10/1999, 3 Seiten
1 Grundprinzip Eine solche flexible Anlage ist eine typgeprüfte Niederspannungs-Schaltgerätekombination (TSK) nach EN 60439-1 (VDE 0600 Teil 500) bestehend aus System- und Modulschränken (Bild ). Zu den Systemschränken zählen das Einspeisefeld mit Leistungsschaltern sowie Abgangsfelder mit Sicherungsleisten. Modulschränke sind für den individuellen, kundenspezifischen Ausbau vorgesehen. Der modulare Aufbau des Systems bietet alle Möglichkeiten, während Projektierungs- und Errichtungsphase oder nach Fertigstellung der Anlage, Änderungen oder Umbauten problemlos auszuführen. Für Aufgabenstellungen aus der Gebäudetechnik eignet sich die TSK-Ausführung besser (vgl. Überblick). Die technischen Daten einer TSK für die Gebäudetechnik enthält Tafel . In Grenzen ist die einsetzbare Gerätetechnik (Betriebsmittel) zusammen mit dem Nutzer wählbar. 2 Systemschränke Ein erster Schranktyp (Hauptverteiler HV) nimmt den Leistungsschalter für die Speisung der Hauptsammelschiene wahlweise von unten oder von oben auf, mit Zubehör für Messung, Überwachung, Schutz u.ä.. Weitere Anreihschränke (Unterverteiler UV) enthalten bevorzugt Lasttrennschalter in Leistenbauform für die Hauptabgänge. Sie werden über eine senkrechte Feldverteilschiene von der oben liegenden Hauptsammelschiene versorgt. Der seitliche Kabelrangierraum sorgt für den bequemen Kabelanschluß. 3 Modulschränke mit Schubeinsatztechnik Voraussetzung für die Flexibilität der Schaltanlage ist die konsequente Nutzung der Schubeinsatztechnik. Solche Module (Modul - Baueinheit einer aus mehreren Betriebsmitteln bestehenden Funktionseinheit) sind auf der Einspeiseseite steckbar ausgeführt. Der Anschluß des Verbrauchers erfolgt mit Schraubanschlüssen. Nur mit dieser Technologie konnte das System während der Entwicklung die ständig steigenden Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Verfügbarkeit, sich ändernder Betriebsbedürfnisse erfüllen und dem Kostendruck bei Umbauten und Erweiterungen standhalten. Der Modulschrank ermöglicht mit vorgefertigten Steckmodulen gefahrloses Umbauen oder Erweitern der Anlage unter Spannung. Diese Modulboxen nach Bild werden auf die von der Hauptsammelschiene gespeiste Feldverteilschiene gesteckt. Auch hier sorgt der seitliche Kabelrangierraum für den bequemen Kabelanschluß. Die Modulschränke können aufnehmen: · Leistungsschalter · Meßfelder zur Gesamtmessung oder auch für busfähige Einbaukomponenten und für Energiemanagement · schaltbare Sicherungsleisten · Steckdosenkombinationen als Service-Box oder Baustromversorgung · Komplett auf Reihenklemmen vorverdrahtete Gerätefelder mit Sichttür, die eine fertige Beleuchtungssteuerung, Schützkombinationen, EIB-Systeme, Überspannungsschutz oder andere individuelle Ausbauwünsche enthalten können. Energieverteilung Elektropraktiker, Berlin 53 (1999) 10 934 Schaltanlagen in Schubeinsatztechnik zur flexiblen Energieverteilung C. Kohs, T. Kracht, Berlin Typgeprüfte Niederspannungs-Schaltanlagen bzw. -Schaltgerätekombinationen (TSK) gewinnen immer mehr an Bedeutung, sie werden zum Standard. Wer sich mit der ganzheitlichen Gebäudeausrüstung befaßt, der weiß, daß sich vom Zeitpunkt der Planung bis zum Fertigstellen die Anforderungen mehrmals ändern können. Um so wichtiger ist es, ein flexibles Schaltanlagensystem einzusetzen. Zu jeder Zeit, angefangen bei der Baustromversorgung bis zum Endausbau, läßt sich damit die Anlage den aktuellen Bedürfnissen der Energieverteilung anpassen. Voraussetzung für die Flexibilität der Schaltanlage ist die konsequente Nutzung der Schubeinsatztechnik. Dipl.-Betriebswirt Christian Kohs, Geschäftsführender Gesellschafter und Dipl.- Ing. Thomas Kracht, Projektleiter und Gesellschafter der Firmen SPS Berlin Gmb H und SPS Wittenberg Gmb H, Elektrische Isolierstoff und Stahlblechverteiler. Autoren Tafel Technische Daten des Systems Ferro-line Bemessungsspannung 230/400 V 50 Hz Bemessungsisolationsspannung 690 V 40-60 Hz Steuerspannung 230 V Bemessungsstrom Hauptsammelschiene bis 2500 A Bemessungsstoßstrom -``- bis 143 kA Bemessungskurzzeitstrom -``- bis 64 kAeff (1sec) Bemessungsstrom Feldverteilschiene 1500 A Bemessungsstoßstrom -``- 143 kA Bemessungskurzzeitstrom -``- 65 kAeff (0,1sec) Schutzart IP 30 nach DIN EN 60 529 Schutzklasse 1, geerdet Abmessungen Höhe x Tiefe x Breite 1900x600x400 - 1100 mm Bmax = 1100 mm Begriffe TSK - typgeprüfte Niederspannungs-Schaltgerätekombination PTSK - partiell typgeprüfte Niederspannungs-Schaltgerätekombination Eigenschaften TSK - Nachweis der Anforderungen durch physikalische Prüfungen an einer voll funktionstüchtigen Anlage; Prüfung kostenaufwendig und umfangreich, nur sinnvoll für Serienfertigung. Der Hersteller legt sich auf typisierte Bauteile fest, die vorgefertigt werden und kurze Lieferzeiten gestatten. Das Modulsystem enthält als TSK-Anlage ein vielfältiges Angebot von Ausbauvarianten. PTSK - Bestandteile sind TSK-geprüfte Baugruppen und Geräte. Rechnerischer Prüfnachweis für die Gesamtanlage auf Basis der Typprüfungen der verwendeten Bausteine EN 60439-1 ÜBERBLICK · Zähler · Einrichtungen zur Blindleistungskompensation · Unterbrechungsfreie Stromversorgung USV · Geräteträger oder Montageplatten zum Selbstausbau durch den Betreiber. Die Schubeinsatztechnik bietet folgende Vorteile: · maximaler Personenschutz · optimale Sicherheit durch Prüfnachweis TSK · hohe Betriebszeit durch den abschaltungsfreien Austausch von Modulboxen · geringe Verlustleistung durch Feldverteilschienen anstelle Kabelverdrahtung · einfache Montage in kürzester Zeit durch vorgefertigte Schalt-, Sicherungs-, Meß- oder Geräteboxen · problemlose Wartung und Prüfung · zeitsparender Umbau · einfache Planung und Projektierung. 4 Kurzschlußstromfestigkeit Die in der Typprüfung nachgewiesenen Bemessungsdaten für Haupt- und Verteilsammelschienen enthält Tafel . Sie bestimmen die Bemessung der Sammelschienenanordnung (Bauart und Abstand der Stützer, Querschnitt u.a.). Hinsichtlich Betriebssicherheit und ökonomischer Lösung kommt es nicht auf das Erreichen der größtmöglichen Kurzschlußfestigkeit der Sammelschienen allein an, sondern auch darauf, ob die Kurzschlußfestigkeit der Sammelschienen und Geräte ganzheitlich in der Anlage ausgelegt wurde. Die Werte des Systems sind deshalb kompatibel zu den Geräten und Transformatoreinspeisungen. Die nachstehenden repräsentativen Beispiele belegen diese Feststellung. Für Sicherungs-Lasttrennleisten und schaltbare Sicherungsleisten wird ein Bemessungskurzzeitstrom von 50 kA angegeben. Der max. Kurzschlußstrom eines einspeisenden 1600 A Gießharztransformators beträgt z. B. 38,5 kA. Ein häufig vorkommender Fall ist die NS-HV mit Doppeleinspeisung von zwei Gießharztransformatoren mit je 630 kVA. Jeder Trafo erzeugt einen max. Kurzschlußstrom von 15,2 kA. Das ergibt zusammen 30,4 kA. 5 Innere Unterteilung Das Aufteilen in Funktionsräume dient der Sicherheit des Bedienungspersonals gegen Berührung und Störlichtbögen. Sammelschienenräume sind in allen Feldtypen weitgehend gegen die Geräte- und Anschlußräume geschottet (Bild ). In den Modulschränken sorgt eine weitere Unterteilung der Funktionsräume für zusätzlichen Schutz. 6 Projektierung Mit der Projektierung einer TSK-Anlage begibt sich der Planer auf die sichere Seite. Die Schubeinsatztechnik (Modultechnik) eröffnet bis zur Fertigung der Anlage alle Möglichkeiten für Änderungen. Selbst während der Fertigung oder nach der Aufstellung der Anlage können komplette Gerätemodule ohne Abschaltung ausgewechselt werden. Eines vorverdrahtetes Verteilerfeld für die Beleuchtungssteuerung, das später mit einer EIB-Technik versehen komplett ausgetauscht werden soll, stellt kein Problem mehr dar. Die komplette Sicherungsbox wird nach Kundenwunsch fertig verdrahtet und vor Ort ohne Abschaltung der NS-HV ausgetauscht. Einen weiteren Anwendungsfall stellt die Integration von kompletten Gebäudemagement-Systemen in Modul-Boxen dar. Die Zuordnung von Kostenstellen, die Abrechnung mit Mietbereichen, die Meßtechnik und auch die Fernschaltung motorgetriebener Leistungsschalter oder Schalter-Sicherungsleisten läßt sich verwirklichen. Elektropraktiker, Berlin 53 (1999) 10 936 Festeinbautechnik - Geräte werden ein-und ausgangsseitig fest verschraubt (z. B. auf einer Montageplatte); innere Unterteilung zwischen Sammelschienenraum und Funktionseinheiten. Schubeinsatztechnik - Baueinheit wie Einschubtechnik, aber nur eingangsseitig steckbar, innere Unterteilung vorhanden. Einschubtechnik - mehrere Betriebsmittel werden zu einer Funktionseinheit zusammengefaßt und in einer austauschbaren Baueinheit (Einschub) untergebracht. Die Baueinheit ist ein- und ausgangsseitig steckbar. Innere Unterteilung vorhanden. NS-ANLAGEN BAUFORMEN Modulares Schaltanlagensystem Ferro-line in Schubeinsatztechnik Foto: SPS Firmenverbund Modulbox (Baueinheit in Schubeinsatztechnik) für Geräteeinbauten auf einer Normschiene a) Frontansicht b) Seitenansicht mit Kontaktmesser Foto: SPS Firmenverbund Abgedeckte Feldverteilschienen im hinteren Teil des Systemschrankes für Leisten Foto: SPS Firmenverbund
Autoren
- C. Kohs
- T. Kracht
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