Herausforderungen

• Bewertung eines bestehenden Störlichtbogen-Studienberichts, um festzustellen, ob die Ergebnisse verlässlich umgesetzt werden können
• Auswahl des besten Ansatzes zur Erstellung eines aktualisierten Studienberichts für den Kunden mithilfe von Visualisierungen und Validierungen zum Vergleich mit der bestehenden Studie
• Bereitstellung von Studienergebnissen, die hinsichtlich aktualisierter Ausrüstung und Normen gültig sind, um die Entscheidungsfindung in Bezug auf Betrieb und Wartung, Abschaltung und Aktualisierung der persönlichen Schutzausrüstung (PSA) zum Schutz vor hoher Störlichtbogenenergie zu unterstützen

Der Kunde hatte kein Vertrauen in die Ergebnisse früherer Studien aus dem Jahr 2009, insbesondere in die Methoden zur Störlichtbogenminderung. Obwohl es in Großbritannien keine vergleichbare Norm wie NFPA 70E gibt, die eine alle fünf Jahre durchgeführte Störlichtbogenstudie vorschreibt, empfiehlt der Berater dies als bewährte Ingenieurpraxis unter Anwendung der neuesten Normen, insbesondere bei Änderungen der Systemparameter.

Die ältere Studie enthielt nicht den erforderlichen Detaillierungsgrad bezüglich der Ausrüstung. Der Berater kam zu dem Schluss, dass die Studienergebnisse durch die Einbeziehung von Kabeln, Lasten, zusätzlichen Überstromschutzrelais und deren Einstellungen sowie direkt angeschlossenen Motoren einschließlich der Leistungs- und Zuleitungsabschnitte von Motorsteuerzentralen (MCCs) genauer wären. Die neue Machbarkeitsstudie beinhaltete die Überprüfung der Widerstandsfähigkeit des elektrischen Systems gemäß dem IEEE-Standard 1584-2018, der zusätzliche Tests, Konfigurationen, Abweichungen und die Dimensionierung des Gehäuses umfasst. Durch den Vergleich der älteren Studie mit der neuen Studie wurden eine Reihe von Problemen bei der Ermittlung der Ergebnisse der älteren Studie aufgedeckt.

ETAP-Software mit folgenden Funktionen:

• ETAP Digital Twin– Aktives einpoliges Schaltbild, das als Blaupause des elektrischen Energiesystems dient und realistische Gerätemodelle und Gehäuse für den „Worst Case“ enthält, wodurch Modellsimulationen sowie Echtzeitanalysen und -optimierungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen, Datenrevisionen und Zeitskalen ermöglicht werden.
• ETAP-Kurzschluss - Analysieren Sie die Auswirkungen von symmetrischen und asymmetrischen Fehlern, ermitteln Sie Fehlerströme und vergleichen Sie diese Werte automatisch mit den Kurzschlussstromwerten des Herstellers.
• ETAP Star™ Automatische Bewertung - Automatische Erkennung und Bewertung des Systemschutzes und der Koordination/Selektivität auf Basis kundenspezifischer Designkriterien und Branchenrichtlinien
• ETAP Lichtbogenüberschlag - Im Rahmen der Studie werden Störlichtbogenanalyse und automatische Auswertung der Störlichtbogenenergie (IE) und der Störlichtbogenschadenspunkte an mehreren Standorten durch Simulation und Bewertung verschiedener Minderungsmethoden durchgeführt. Verfeinern Sie die Analyse mit dem Gehäuse-Editor Analyse verschiedener Schalttafelkonfigurationen mit typischen Schaltschränken (1U, 2U und 3U). Bewerten Sie den Einfluss unterschiedlicher Elektrodenkonfigurationen (VCB, VCBB, HCB). Wählen Sie den Konformitätsstandard für das Modell, z. B. IEEE 1584, und relevante Konfigurationsdaten, z. B. für die HCB-Elektrodenkonfigurationskapazität (Hhorizontal;CLeiter im Inneren eines Metalls;Box). 
• ETAP-Lichtbogenfehler - Zur Berechnung der einfallenden Energie für Hoch- und Mittelspannungsschaltanlagen, Quellen, Zuleitungen und Motoren

• Detaillierte elektrische Modellverteilung basierend auf Kundendaten
• Simulation verschiedener Schutzverbesserungen
• Die Ergebnisse der IE-Studie wurden unter Anwendung der aktuellen IEEE 1584-Konformitätsstandards integriert.
• Insgesamt verbesserte Genauigkeit der Studienergebnisse
• Ein Verteilungsmodell, das im Laufe der Zeit überarbeitet und für neue Studien wiederverwendet werden kann.

Realistische Sicherheitsergebnisse für verschiedene Betriebsszenarien:

• Der Berater konnte dem Kunden präzise Studienergebnisse liefern, die zur Schaffung einer sichereren Betriebsumgebung beitragen, beispielsweise zur Bestimmung der Störlichtbogenstärke in Abhängigkeit vom Ort der Aktivitäten an der Schaltanlage.
• Die Integration der neuesten IEEE-Standards in das Modell von ETAP half, Bereiche mit Verbesserungen und Verschlechterungen der IE-Ergebnisse im Vergleich zur älteren Studie zu identifizieren.
• Der Kunde hat nun größeres Vertrauen in die Studie des Beraters und ein deutlich besseres Verständnis der Auswirkungen seiner Entscheidungen auf sein System.
• Mithilfe des Modells in ETAP konnte der Berater Simulationen durchführen, um die in Betracht gezogenen Verbesserungen, einschließlich Worst-Case-Szenarien, zu bewerten. Dabei wurden die neuesten Schutzeinstellungen mit den vom Kunden bereitgestellten Ist-Daten der Anlage angewendet.
• Die Weiterentwicklung des Modells in ETAP bot dem Berater eine bessere Grundlage für weiterführende Studien, wie beispielsweise die Erstellung von Zeit-Strom-Kennlinien (TCC-Diagrammen).

Mit einem detaillierten ETAP-Modell können wir die Vorteile der verschiedenen ETAP-Module und -Funktionen nutzen, um eine Reihe von Studien durchzuführen. Dazu gehören Kurzschlussanalysen gemäß IEC 60909 und Schutzkoordinationsprüfungen im Modell, bevor wir die eigentliche Störlichtbogenanalyse durchführen.
Nick Bramhall, Direktor und Elektrotechnikberater, Safe Arc Solutions