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Schaltanlagen

  • Zur automatischen Überlappungssynchronisation
  • Zur automatischen Überlappungssynchronisierung mit Spitzenlastbetrieb und Netzparallelbetrieb

Beispiel einer Schaltanlage

Die Überlappungssynchronisation:

Ersatzstromanlagen versorgen in der Regel immer wichtige Verbraucher, deren Steuersysteme oft empfindlich gestört werden, wenn man sie ab- oder umschaltet und sei dies auch nur kurzzeitig.

Schütze fallen bereits bei einer Stromunterbrechung von ca. 10ms ab, so dass Aufzüge, Klima- oder Heizungsanlagen usw. bereits ausgefallen sind, wenn man eine Notstromanlage durch manuelle Umschaltung von Netzbetrieb auf Generatorbetrieb geschaltet hat. Denn je nach Eigenzeit der verwendeten Generator-/Netz-Kuppelschalter  oder Schütze dauert dieser Vorgang mindestens 20-500ms. Auch Rechneranlagen oder medizinische Geräte können bereits durch kurzfristigen Stromausfall gestört werden.  Die nachfolgend beschriebene Steuerung kann dies verhindern, indem sie unterbrechungslos umschaltet.

Bei einem Netzausfall lassen sich Unterbrechungen der Stromversorgung natürlich nicht verhindern. Der normale Betrieb für eine Ersatzstromanlage ist jedoch eigentlich, auf Betriebsstunden bezogen, der Probebetrieb, mit dem die Anlage in regelmäßigen Abständen auf ihre Funktionstüchtigkeit hin überprüft wird.

Hierfür gibt es die Möglichkeit, jede Ersatzstromanlage mit einer Überlappungssynchronisierung zu versehen. Diese zusätzliche Steuereinrichtung registriert automatisch das Vorhandensein oder den Ausfall des Netzes. Außerdem führt sie die Generatorfrequenz getaktet an die Netzfrequenz heran um dann bei annähernder Frequenzgleichheit, Spannungsgleichheit und im Nulldurchgang des Generator-Sinus einen Schaltimpuls abzugeben. Bei vorhandenem Netz lässt sie eine Umschaltung der Verbraucher von Netz- auf Generatorbetrieb und umgekehrt nur synchronisiert zu.

 Der Ablauf ist wie folgt:

  • Der Wahlschalter der Notstromautomatik steht auf „AUTO“.
  • Wahlschalterstellung 1 = „Normalnot“
    In dieser Stellung startet das Aggregat nur bei Netzausfall und schaltet nach Netzwiederkehr mit Unterbrechung um.
  • Wahlschalterstellung 2 = „Normalnot mit Rücksynchronisierung“
  • Dies ist die Normalstellung, in der der Wahlschalter immer stehen sollte. Bei Netzausfall startet das Aggregat und die Verbraucher werden nach Netzwiederkehr unterbrechungslos auf das Netz zurückgeschaltet.
  • Wahlschalterstellung 3 = „Vollprobe“

Hiermit wird bei den regelmäßigen Proben das Aggregat gestartet. Es übernimmt dann ohne Unterbrechung die Versorgung der Notstromverbraucher, wobei sich die Generatorfrequenz automatisch auf 50Hz nachregelt. Soll der Probebetrieb beendet werden, wird die Wahlschalterstellung 2 = „ Normalnot mit Rücksynchronsierung “ angewählt. Der Funktionsablauf ist unter Wahlschalterstellung 2 beschrieben.

Diese Synchronisation ist natürlich in allen bestehenden Ersatzstromanlagen nachrüstbar, die mit synchronisationsfähigen Leistungsschauern ausgerüstet sind oder ausgerüstet werden

Unter Synchronisation ist zu verstehen:

  • Netzkuppelschalter          Schaltzeit < 60ms
  • Generatorschalter            Schaltzeit < 60ms

Je nach Vorschrift des zuständigen EVU´s müssen Schalter in drei- oder vierpoliger Ausführung verwendet werden, soweit es sich nicht um bestehende Anlagen handelt.

Netzparallelbetrieb: 

Es kann sehr nützlich oder sogar notwendig sein, die Ersatzstromversorgung parallel zum Netz zu betreiben.

  1. Diese Art des Betriebes ermöglicht es, störungsfreie Probeläufe zu fahren, ohne dass sensible Verbraucher abgeschaltet werden müssen. Auch ist es möglich, Ihre Ersatzstromversorgung unter Vollast zu prüfen, ohne zusätzliche Lasten (Widerstände etc.) zu installieren.
  2. Speziell bei aufgeladenen Dieselmotoren kann sich bei der Lastübernahme ein Frequenzeinbruch einstellen, der bei empfindlichen Verbrauchern erhebliche Störungen verursachen kann. Es ist sinnvoll, vor der Lastübernahme kurzzeitig „Netzparallelbetrieb“ zu fahren und erst dann das Netz wegzuschalten, bzw. „netzparallel“ zu bleiben.
  3. Ein weiterer Grund für den „Netzparallelbetrieb“ kann das Abfahren von Lastspitzen sein

In allen Fällen sind die „Richtlinien für den Parallelbetrieb von Eigenerzeugungsanlagen mit dem Niederspannungsnetz des Elektroversorgungsunternehmen“, sowie die speziellen Vorschriften des EVU´s zu beachten.

 Der Ablauf ist wie folgt :

  • Wahlschalter der Notstromsteuerung steht auf „Automatik“.
  • Wahlschalterstellung 1 = Spitzenlastbetrieb Aus
    • In dieser Stellung startet das Aggregat nur bei Netzusfall oder über den Wahlschalter der Überlappungssynchronisierung.
  • Wird von der Wahlschalterstellung 2 = Spitzenlastbetrieb Auto., auf die Wahlschalterstellung 1 zurückgeschaltet, wird der Parallelbetrieb sofort aufgehoben und das Aggregat stellt nach der Nachlaufzeit selbsttätig ab.
  • Wahlschalterstellung 2 = Spitzenlastbetrieb Auto.
    • In dieser Stellung startet das Aggregat über einen von außen kommenden Startbefehl. Der Generator wird über die Synchronisierung dem Netz parallelgeschaltet.
  • Ein Generatorleistungswächter gibt nun leistungserhöhende Impulse auf den Drehzahlverstellmotor des Aggregates, bis zu einem eingestellten Grenzwert z.B.: 80%.
  • Wird der externe Startbefehl aufgehoben, schaltet sich der Generatorschalter ab und das Aggregat stellt nach der Nachlaufzeit automatisch ab.
  • Wahlschalterstellung 3 = Spitzenlastbetrieb Test
    • In dieser Stellung läuft das Aggregat sofort an und wird synchronisiert dem Netz parallelgeschaltet. Weitere Funktionen wie unter Wahlschalterstellung 2 = Spitzenlastbetrieb Auto.

Schaltanlagenauswahl:

Generatorsteuerung, Mittelspannung

Generatorsteuerung, Niederspannung

Notstromsteuerung, Niederspannung

Notstromsteuerung, Mittelspannung

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