Planung und Betrieb von Industrienetzen werden durch den vermehrten Einsatz von Leistungselektronik, hochkomplexer Automatisierungssysteme und Abhängigkeit vom Inselbetrieb schwieriger. Angesichts dieser Herausforderungen und gleichzeitiger Sicherstellung der Kontinuität der Produktion, der Spannungsqualität und des Personenschutzes, ist eine sorgfältige Modellierung und Analyse der elektrischen Industrienetzte von größter Wichtigkeit.
Die Netzanalyse bietet die Möglichkeit das vorliegende Industrienetz unter verschiedenen Netzkonfigurationen wie Netztopologie, Erzeugungs- und Lastzustand zu berechnen und zu untersuchen. Unter anderem kann hier beispielsweise die Kabeldimensionierung, eine Kabelbelastbarkeitsberechnung oder eine Untersuchung der Schutzfunktionen erfolgen.
Eine Kabeldimensionierung kann nach geltenden Normen und Standards wie zum Beispiel nach IEC 60364-5-52, BS 7671 oder VDE 0100-520 erfolgen. Hierbei erfolgt eine Überprüfung der globalen und individuellen thermischen Auslastungsgrenzen und der Kurzschlussauslastung der Kabel. Zur Kabeldimensionierung gehört natürlich auch die Überprüfung des benutzerdefinierten erlaubten Spannungsfalls je Klemmleiste und/oder Abgang.
Bewertung der maximal zulässigen Strombelastbarkeit des Kabels basierend auf Informationen zu Kabelmaterial, Kabelverlegung sowie Umweltdaten, einschließlich des Vorhandenseins von externen Wärmequellen. Eine komfortable Modellierung des Kabel-Layouts, inklusive der Verlegeart von Ein- und Mehrleiter-Kabeln ist möglich.
Eine umfangreiche herstellerspezifische Relais-Bibliothek kann in stationären und dynamischen Simulationen verwendet werden. Typische Schutzfunktionen in Industrienetzen werden unterstützt, darunter Überstromzeitschutz, Differentialschutz, Richtungsschutz, Überspannungs- und Unterspannungsschutz, Überfrequenz- und Unterfrequenzschutz. Die grafische Darstellung von Schutzgeräte-Kennlinien wie beispielsweise Überstrom-Zeit-Diagramme ist möglich. Die ermittelten Schutzparameter können in Tabellen ausgegeben und zur weiteren Überprüfung exportiert werden. Die schrittweise Ausführung von Kurzschlussberechnungen ermöglicht ein einfache Fehleraufklärung und Untersuchung des Relaisverhaltens.
Im Rahmen einer Netzunterbrechungsanalyse wird eine Risikobeurteilung für Netzunterbrechungen von kritischen Anlagen durchgeführt. Hierzu werden unter anderem Fehler in Leitungen oder Kabeln, Transformatoren, Sammelschienen, in Schutzgeräten oder Leistungsschaltern betrachtet. Auch die Rückverfolgung individueller Ausfälle ist im Rahmen der Netzunterbrechungsanalyse möglich.
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Die Übertragungsnetze befinden sich in einem starken Wandel. Bei Erhalt ihrer Effizienz, müssen sie einen immer höheren Anteil an volatiler und nicht regelbarer Energieerzeugung aufnehmen. Gleichzeitig ist die Minimierung der Systemkosten der Übertragungsnetze gefordert.
Für eine erfolgreiche Netzberechnung sind die mehr als 25 Jahre Erfahrung des KoCoS Engineering Teams und das Netzberechnungsprogramm „PowerFactory“ von DIgSILENT eine gute Basis. Ausgehend von Lastfluss- und Kurzschlussrechnungen lassen sich so zuverlässig Fragen zu Spannungsabfall, Schutzfunktionen und Selektivität beantworten.
Herausforderungen, wie umgekehrter Leistungsfluss und Spannungsanstieg aufgrund von dezentraler Erzeugung sowie die Integration von Elektromobilität, haben zu einem deutlich höheren Aufwand bei der Planung und dem Betrieb von Verteilnetzen geführt. Zur Durchführung der damit verbundenen Untersuchungen sind anspruchsvolle und umfangreiche Netzoptimierungswerkzeuge erforderlich.