De vlamboogberekening kan als volgt worden gestart. Selecteer één of meerdere knooppunten en eventueel één of meerdere takken/elementen die aan deze knooppunten gekoppeld zijn (deze takken/elementen representeren de betreffende velden). Selectie van het gehele net is ook mogelijk (Ctrl+A sneltoets). Daarna kan de berekening gestart worden via de ribbon Berekening | Vlamboog. De keuze tussen de drie rekenmethodes (IEEE 1584-2002, IEEE 1584-2018 en ISSA) is mogelijk via Opties (F11) tabblad Berekening | Vlamboog. De algoritmes conform de IEEE 1584 en de ISSA verschillen nogal van elkaar, hieronder worden de algoritmes beschreven:
IEEE 1584-2002 algoritme:
•eerst wordt de botte kortsluitstroom bepaald met behulp van de Storing Sequentieel module binnen Vision;
•daarna wordt de vlamboogstroom berekend volgens Sectie 5.2 van de norm;
•aan de hand van de vlamboogstroom wordt de equivalente foutweerstand Rff bepaald die met deze stroom correspondeert;
•daarna wordt de driefase kortsluiting met de hierboven bepaalde foutweerstand Rff gesimuleerd en het werk van beveiligingen wordt geanalyseerd (module Beveiliging, Eén fout functie);
•vanuit de stromen en tijden van de uitschakelsequenties wordt de vlamboogenergie voor elke uitschakelsequentie berekend volgens Sectie 5.3 van de norm;
•de totale vlamboogenergie is gelijk aan de som van de energieën van alle sequenties.
Bovengenoemde stappen worden twee of vier keer uitgevoerd afhankelijk van de nominale spanning van een object. In geval van spanningen tot en met 1 kV worden vier situaties berekend:
•maximale kortsluitvermogen van netvoeding(en) en 100% vlamboogstroom;
•maximale kortsluitvermogen van netvoeding(en) en 85% vlamboogstroom;
•minimale kortsluitvermogen van netvoeding(en) en 100% vlamboogstroom;
•minimale kortsluitvermogen van netvoeding(en) en 85% vlamboogstroom.
Indien de nominale spanning boven 1 kV is, worden de situaties alleen met de 100% vlamboogstroom berekend. Voor de installaties boven 15 kV of geleiderafstanden buiten de afstanden gegeven in de norm (G<13 mm of G>153 mm) wordt het theoretisch Lee model toegepast (Sectie 5.4 van de norm). Het Lee model leidt vaak tot te conservatieve resultaten (met name bij spanningsniveaus > 600V), daarom geeft Vision de waarschuwing indien deze methode gebruikt wordt.
De vlamboogberekening in Vision is NIET geheel conform de IEEE 1584 norm. Dit heeft te maken met de wijze waarop de kortsluitbijdrage van asynchrone machines meegenomen is in de berekening. De norm neemt de afname van de motorbijdrage niet mee in de berekening, het gevolg hiervan is dat bij grotere industriële netwerken de vlamboogenergie onrealistisch hoog uitvalt. In Vision is de afname van deze kortsluitstromen meegenomen zoals de IEC deze voorschrijft in de IEC 60909. Hieronder zijn de motorstromen geplot direct voor en na de kortsluiting op t = 100 ms. De zwarte stippellijn representeert de contributie zoals meegenomen in de berekening conform de IEEE 1584, de blauwe lijn representeert de RMS stroom zoals deze in de vlamboogmodule binnen Vision geïmplementeerd is en de groene, rode en magenta lijn zijn de stromen van respectievelijk fase a, b en c van een dynamische studie.
IEEE 1584-2018 algoitme
Het algoritme is grotendeels gelijk aan die van de IEEE 1584-2002, maar de formules wijken behoorlijk af. Daarom kunnen de resultaten in sommige gevallen aanzienlijk verschillen van de oude versie van de norm. Belangrijkste kenmerken van IEEE 1584-2018 t.o.v. IEEE 1584-2002 zijn:
•Lee-model wordt niet meer ondersteund, de bovenste grens voor de nominale spanning is 15 kV;
•berekeningen zijn eerst bij 0,6, 2,7 en 14,3 kV nominale spanningen uitgevoerd, daarna zijn de waarden van de vlamboogstroom, vlamboogenergie en vlambooggrens geïnterpoleerd/geëxtrapoleerd naar de actuele nominale spanning;
•gereduceerde vlamboogstroom is niet meer gelijk aan 85% van de oorspronkelijke waarde, maar wordt op de bijzondere manier berekend afhankelijk van het elektrodetype en de afmetingen van de installatie.
ISSA algoritme:
•eerst worden alle motoren en asynchrone generatoren tijdelijk uitgeschakeld en kortsluitvermogen van netvoeding(en) naar de minimale waarde gezet, daarna wordt de minimale kortsluitstroom bepaald met gebruik van de Storing Sequentieel module binnen Vision (dit is een equivalent van de minimale kortsluitstroom berekening van IEC60909);
•de vlamboogstroom is gelijk aan de minimale kortsluitstroom maal de stroomattenuatiefactor Kb;
•aan de hand van de vlamboogstroom wordt de equivalente foutweerstand Rff bepaald;
•daarna wordt de driefase kortsluiting met de hierboven bepaalde foutweerstand Rff gesimuleerd en het werk van beveiligingen wordt geanalyseerd (module Beveiliging, Eén fout functie), de uitkomst van deze stap zijn de (maximale)uitschakeltijden van de beveiligingen;
•voor elke uitschakelsequentie wordt de maximale kortsluitstroom berekend met IEC60909;
•uit de maximale kortsluitstromen en maximale uitschakeltijden wordt de energie voor elke uitschakelsequentie bepaald;
•de totale vlamboogenergie is gelijk aan de som van de energieën van alle sequenties.