Kurzschlussstrom-Rechner für den Trafo (kVA und uk)

DIN EN 60909-0 | Ik ≈ c · In · 100 / uk

Abschätzung, keine Netzberechnung. Gerechnet wird der satte dreipolige Kurzschluss direkt an den Trafoklemmen, ohne Netzimpedanz der Mittelspannungsseite und ohne Leitungen. Der reale Wert an einer Unterverteilung ist kleiner — für die Wahl des Schaltvermögens ist die Abschätzung damit auf der sicheren Seite.

Trafoleistung S (kVA)

Kurzschlussspannung uk

Typenschild — Normtrafos bis 630 kVA mit 4 % oder 6 %, darüber 6 % (Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 10-62)

Netzspannung

Kurzschlussstrom Ik an den Trafoklemmen

– kA

Formel und was das fürs Schaltvermögen bedeutet

I_n = S / (√3 · U) I_k ≈ c · I_n · 100 / u_k c = 1,1

Die relative Kurzschlussspannung u_k gibt an, bei wie viel Prozent der Nennspannung der Trafo bereits seinen Nennstrom in einen Kurzschluss treibt. Ein Trafo mit u_k = 4 % liefert im Kurzschluss also grob das 25-fache seines Nennstroms.

Spannungsfaktor c = 1,1: Für den größten Kurzschlussstrom rechnet DIN EN 60909-0 (VDE 0102) in Niederspannungsnetzen mit +10 % Spannungstoleranz mit c_max = 1,1 — die Spannung am Trafo kann höher als 400 V sein, und damit auch der Strom. Aus dem 25-fachen wird so das 27,5-fache. Für das Schaltvermögen zählt genau dieser größte Wert. Die Korrekturfaktoren der Norm für die Trafoimpedanz rechnet diese Seite nicht mit; für eine Netzberechnung gehört die vollständige Rechnung nach der Norm her.

Schaltvermögen der Schutzgeräte

Jedes Schutzorgan muss den maximal möglichen Kurzschlussstrom an seinem Einbauort sicher abschalten können. Übliche Leitungsschutzschalter haben ein Bemessungsschaltvermögen von 6 kA oder 10 kA — direkt an der NSHV eines 630-kVA-Trafos (≈ 25 kA) reicht das nicht, dort braucht es Leistungsschalter oder NH-Sicherungen als vorgelagerte Stufe (Backup-Schutz beachten).

Mit jedem Meter Leitung sinkt der Kurzschlussstrom. Deshalb kann derselbe B16-Automat am Ende einer längeren, dünneren Zuleitung ausreichen, der an der Hauptverteilung überfordert wäre. Bei dicken Zuleitungen sinkt der Strom auf 40 m aber nur wenig, ein 6-kA-Automat kann dort weiter überfordert sein — im Einzelfall nachrechnen.

Der untere Wert zählt auch

Für die Abschaltbedingung ist umgekehrt der minimale Kurzschlussstrom am Leitungsende entscheidend — beide Betrachtungen gehören zusammen.