Mit der gewünschten Umstellung auf einen möglichst großen Anteil erneuerbarer Energien im elektrischen Energieversorgungsnetz geht ein erhöhter Übertragungsbedarf einher. Für diese neuen Übertragungsaufgaben ist ein Ausbau des bestehenden elektrischen Energieversorgungsnetzes nötig. Dafür bietet sich die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) an, welche die verlustarme Übertragung elektrischer Energie über weite Strecken ermöglicht. Es ist dabei zu erwarten, dass bestehende HGÜ-Strecken in Zukunft zu vermaschten HGÜ-Netzen verbunden werden.

Für einen sicheren Betrieb müssen alle Betriebsmittel in diesen HGÜ-Netzen für die im Kurzschlussfall auftretenden Belastungen ausgelegt werden. Dafür ist die Kenntnis der zu erwartenden maximalen Kurzschlussströme entscheidend.

In dieser Arbeit werden Verfahren zur Berechnung der in HGÜ-Netzen zu erwartenden maximalen Kurzschlussströme entwickelt. Zur Abschätzung der maximal auftretenden Kurzschlussströme werden dabei unbeeinflusste Kurzschlussströme ohne Schalteraktion berechnet. Diese werden anhand zweier charakteristischer Werte beschrieben: dem Stoßkurzschlussstrom und dem Dauerkurzschlussstrom.

Die wichtigsten Kurzschlussstromquellen sind die Stromrichter mit den speisenden Drehstromnetzen sowie die Leitungskapazitäten. Deren Kurzschlussstrombeitrag sowie Einflussfaktoren darauf werden als Grundlage für die Berechnungsverfahren untersucht. Aus diesen Erkenntnissen werden in dieser Arbeit drei getrennte Berechnungsverfahren zur Ermittlung des Dauerkurzschlussstromes sowie jeweils der Beiträge von Stromrichtern und Kabeln zum Stoßkurzschlussstrom entwickelt. Diese Verfahren benötigen wenige Eingangsdaten und sind auch für große HGÜ-Netze anwendbar. Die Stromrichter werden dabei durch Thévenin-Äquivalente nachgebildet. Mit diesen wird ein Ersatznetz aufgestellt, mit dem die Beiträge aller Stromrichter gemeinsam berechnet werden. Im Fall der Kabelentladung werden nur die umliegenden Kabel betrachtet und der Beitrag jedes Kabels getrennt berechnet.

Die entwickelten Berechnungsverfahren werden abschließend mit Simulationsergebnissen verifiziert. Dabei zeigt sich, dass die Berechnungsverfahren auch mit den gewählten vereinfachten Nachbildungen und reduzierten Eingangsdaten eine gute und sichere Abschätzung der maximal auftretenden Kurzschlussströme liefern.

Die in dieser Arbeit entwickelten Berechnungsverfahren sind ein wichtiges Werkzeug zur Planung zukünftiger vermaschter HGÜ-Netze und bilden damit einen Baustein zum Ausbau des elektrischen Energieversorgungssystems.