Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von EMSA GENERATOR arbeitet an Sonderprojekten, die den Kunden erhebliche Vorteile bieten. Sie begegnen den Herausforderungen, die sich aus dem Mangel an leistungsstarken Dieselmotoren auf dem Markt und den hohen Kosten ergeben. Mit Synchronisationssystemen für mehrere Stromerzeuger können Anwender hohe Kosten und die Abhängigkeit von einem einzelnen Stromerzeuger vermeiden. Unsere Fachleute entwickeln und realisieren Projekte entsprechend den spezifischen Bedürfnissen und Anforderungen unserer Kunden.
WAS IST SYNCHRONISATION?
Synchronisation ist der Vorgang, bei dem Frequenz und Spannung einer elektrischen Einheit (z. B. eines Stromerzeugers) an die einer anderen Quelle (z. B. des Netzes) angeglichen werden, indem Frequenz und Spannung der ersten Einheit in Echtzeit nachgeregelt werden.
WAS IST PARALLELBETRIEB?
Werden Stromerzeuger unterschiedlicher oder gleicher Leistung synchronisiert, bezeichnet man ihre gleichzeitige Versorgung der Last als Parallelbetrieb. Der Parallelbetrieb ermöglicht nicht nur eine höhere installierte Leistung durch die Kombination der Kapazitäten mehrerer Stromerzeuger, sondern wird auch wegen der zahlreichen Vorteile mehrerer kleinerer Stromerzeuger gegenüber einem einzelnen großen bevorzugt.
WAS IST LASTVERTEILUNG?
Lastverteilung bezeichnet die Aufteilung der Wirk- und Blindlast auf parallel arbeitende Stromerzeuger im Verhältnis zu ihren Leistungskapazitäten.
WAS IST SANFTE LASTÜBERNAHME (SOFT TRANSFER)?
Beim Soft-Transfer-Verfahren wird die Last über einen vorgegebenen Zeitraum schrittweise zwischen zwei Quellen verlagert. Am Ende der Lastübertragung öffnet der Schalter der nun entlasteten Quelle. Der größte Vorteil dieses Verfahrens ist die längere Lebensdauer der Schaltkomponenten, da sie ohne Last und ohne Lichtbogen arbeiten.
WARUM PARALLELBETRIEB?
KOSTEN; Aufgrund der weiten Verbreitung von Dieselmotoren sowohl in Stromerzeugern als auch in schweren Maschinen wie Lastwagen hat die Serienfertigung in diesen Leistungsbereichen zu niedrigeren Motorkosten geführt. Der Einsatz mehrerer kleinerer Motoren kann wirtschaftlicher sein als ein einzelner leistungsstarker Motor, der oft als Sonderanfertigung gebaut wird und längere Lieferzeiten hat.
Neben den Anschaffungskosten bieten Parallelsysteme auch Vorteile bei Lieferzeit, Betrieb, Wartung und Ersatzteilen.
ZUVERLÄSSIGKEIT; Fällt in Parallelsystemen ein Stromerzeuger aus irgendeinem Grund aus, versorgen die übrigen Stromerzeuger weiterhin die Notlasten. Bei einem System mit nur einem Stromerzeuger ist das nicht möglich.
FLEXIBILITÄT; In Parallelsystemen können die Leistungsstufen der Stromerzeuger je nach Einsatzbedingungen und Last gleich oder unterschiedlich sein. Dies ermöglicht einen kraftstoffsparenden Betrieb und geringeren Verschleiß, da bei niedriger Last kleinere Stromerzeuger eingesetzt und bei steigendem Bedarf weitere Stromerzeuger zugeschaltet werden können.
Ein weiterer Vorteil von Parallelsystemen ist, dass sie sich in Bereichen mit räumlichen Einschränkungen oder schwierigen Bedingungen leichter transportieren, platzieren und installieren lassen.
SERVICE & WARTUNG; In Parallelsystemen verlängern gleichmäßige Betriebszeiten der Stromerzeuger die Lebensdauer des Systems und senken die Wartungskosten. Ein wartungsbedürftiger Stromerzeuger kann problemlos abgeschaltet und gewartet werden, ohne den Systembetrieb zu unterbrechen, da die anderen Stromerzeuger die Notlasten weiter versorgen.
STEUERUNGSEINHEITEN DES STROMERZEUGERS
Stromerzeuger bestehen im Wesentlichen aus einem Dieselmotor und einem Generator. Steuerungseinheiten überwachen diese Komponenten, um einen optimalen und sicheren Betrieb zu gewährleisten.
DREHZAHLREGLER (GOVERNOR)
Der Drehzahlregler ist das Schlüsselelement, das den Dieselmotor auf konstanter Drehzahl hält. In synchronisierten Systemen werden üblicherweise fernsteuerbare elektronische Ausführungen eingesetzt.
AVR
Der AVR (Automatic Voltage Regulator, automatischer Spannungsregler) ist eine elektronische Komponente, die die vom Generator abgegebene Spannung auf einem gleichbleibenden Niveau hält. In Synchronsystemen kommen fernsteuerbare Ausführungen zum Einsatz.
SYNCHRONISATIONSSTEUERGERÄTE
Diese Geräte übernehmen die üblichen Steuerungsfunktionen des Stromerzeugers und steuern zugleich die Komponenten Drehzahlregler (GOVERNOR) und AVR, um die Synchronisation mit anderen Stromquellen zu ermöglichen.
SYNCHRONSYSTEM-LÖSUNGEN VON EMSA GENERATOR
EMSA Generator bietet Lösungen vom einfachen Netz-Stromerzeuger- und Stromerzeuger-Stromerzeuger-Parallelbetrieb bis hin zu anspruchsvollen Kraftwerksprojekten. Das Unternehmen erbringt umfassende Leistungen in Planung, Fertigung und Inbetriebnahme der Energieautomation, unterstützt durch SPS-, HMI- und SCADA-Komponenten.
Inselbetrieb
Im Inselbetrieb folgt das System nicht automatisch einer Netzquelle und trifft keine eigenen Entscheidungen über den Betrieb der Stromerzeuger. Es wartet auf ein vom Kunden bereitgestelltes Fernstartsignal. Nach Erhalt dieses Signals starten die Stromerzeuger, synchronisieren sich mit ihren Sammelschienen und versorgen die Last, sofern vorhanden. Alternativ arbeitet dieser Modus durch manuelles Eingreifen eines Bedieners zur Versorgung der Last.
Dieser Modus wird für netzferne Einsatzszenarien wie freies Gelände oder Baustellen bevorzugt.
Er eignet sich auch für Fälle, in denen Kunden die Laufzeit des Stromerzeugers selbst steuern möchten und bereits ein ATS-System (Automatic Transfer Switch, automatische Netzumschaltung) installiert haben.
Netzgestützter Betrieb - AMF-Modus - Unterbrechungsfreie Umschaltung
Im AMF-Modus überwacht das System eine Netzquelle. Fällt die Netzspannung aus, startet es automatisch die Stromerzeuger, um die Last zu versorgen.
Sobald die Netzspannung wieder ein nutzbares Niveau erreicht, synchronisieren sich die Stromerzeuger mit dem Netz, versorgen die Last eine Zeit lang parallel und übergeben sie dann sanft an das Netz zurück. Anschließend schalten die Stromerzeuger ab und warten auf den nächsten Netzausfall.
Netzgestützter Betrieb - AMF-Modus - Kurze Unterbrechungen
Wie bei der unterbrechungsfreien Variante folgt das System auch in diesem AMF-Modus einer Netzquelle. Fällt die Netzspannung aus, starten die Stromerzeuger automatisch, um die Last zu versorgen.
Kehrt die Netzspannung zurück, werden die Stromerzeuger von der Last getrennt und der Netzkreis geschlossen. Die Last wird dann wieder vom Netz versorgt. Die Stromerzeuger stoppen nach der Abkühlphase und warten auf den nächsten Netzausfall.
Spezielle Einliniensysteme
Diese Systeme können mehrere Netztransformatoren, mehrere Stromerzeuger, Kupplungsverbindungen zwischen den Stromerzeugern, Kupplungsverbindungen zwischen den Lasten sowie Aufspanntransformatoren umfassen. Die Betriebsszenarien werden in der Regel auf die Einsatzbedingungen und Lastanforderungen zugeschnitten.
Je nach Betriebsszenario und Kundenanforderungen können SPS-, HMI- (Bedienfeld) und SCADA-Systeme in das Projekt einbezogen werden.
