Mittelspannungsgeneratoren für Industrie und Infrastruktur
Mittelspannungsgeneratoren werden für Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe elektrische Leistungen zuverlässig erzeugt und über größere Entfernungen verteilt werden müssen. Typische Einsatzbereiche sind Industrieanlagen, Produktionsstandorte, Kraftwerke, Infrastrukturprojekte, Rechenzentren, Bergwerke sowie Öl- und Gasanlagen. Durch die Stromerzeugung direkt auf Mittelspannungsebene kann der erforderliche Strom bei gleicher Leistung gegenüber einer Niederspannungslösung reduziert werden. Dadurch können Kabelquerschnitte, Leitungsverluste und der technische Aufwand bei großen Leistungen optimiert werden. Die konkrete Auslegung richtet sich nach dem Leistungsbedarf, der vorhandenen Mittelspannungsstruktur und den Anforderungen des jeweiligen Projekts.
10-kV- und 20-kV-Mittelspannungsaggregate
Mittelspannungsaggregate können entsprechend der vorhandenen Netz- und Anlagenstruktur für unterschiedliche Spannungsebenen ausgelegt werden. 10-kV- und 20-kV-Systeme kommen häufig in industriellen und infrastrukturellen Anwendungen zum Einsatz. Entscheidend ist, dass Alternator, Schaltanlage, Schutztechnik, Messsysteme und gegebenenfalls Transformatoren auf die jeweilige Spannungsebene abgestimmt sind. Welche Spannung für ein Projekt geeignet ist, hängt vom vorhandenen Mittelspannungsnetz, der zu übertragenden Leistung, den angeschlossenen Verbrauchern und den technischen Anforderungen des Netz- oder Anlagenbetreibers ab.
Mittelspannungsgenerator oder Generator mit Transformator?
Für die Versorgung eines Mittelspannungsnetzes kann entweder ein Generator mit direktem Mittelspannungsausgang oder ein Niederspannungsgenerator in Verbindung mit einem Transformator eingesetzt werden. Bei einem Mittelspannungsgenerator erzeugt der Alternator die benötigte Spannung direkt, wodurch ein zusätzlicher Hochtransformator in bestimmten Anlagenkonzepten entfallen kann. Bei einer Lösung mit Niederspannungsgenerator und Transformator wird die erzeugte Spannung zunächst auf Niederspannungsebene bereitgestellt und anschließend auf die erforderliche Mittelspannung transformiert. Welche Variante technisch und wirtschaftlich sinnvoller ist, hängt von Leistung, Spannungsebene, Platzverhältnissen, Redundanzanforderungen und der vorhandenen elektrischen Infrastruktur ab.
Notstromaggregate für Mittelspannungsnetze
Notstromaggregate für Mittelspannungsnetze werden eingesetzt, wenn bei einem Ausfall der regulären Netzversorgung große elektrische Lasten weiter versorgt werden müssen. Sie können beispielsweise industrielle Produktionsanlagen, Rechenzentren, Krankenhäuser, Infrastrukturprojekte oder andere kritische Einrichtungen unterstützen. Das Aggregat wird dabei entsprechend der vorhandenen Mittelspannungsebene und den zu versorgenden Lasten dimensioniert. Neben der Generatorleistung müssen unter anderem Anlaufströme, Schaltvorgänge, Schutzkonzept, Umschaltung und die erforderliche Betriebsdauer berücksichtigt werden.
Netzparallelbetrieb von Mittelspannungsgeneratoren
Mittelspannungsgeneratoren können in entsprechend ausgelegten Anlagen parallel mit dem öffentlichen Netz oder mit anderen Generatoren betrieben werden. Vor der Parallelschaltung müssen Spannung, Frequenz und Phasenlage synchronisiert werden. Während des Parallelbetriebs übernehmen Steuerungs-, Synchronisations- und Schutzsysteme die Überwachung und Regelung des Energieflusses. Je nach Anwendung können Generatoren zur Lastunterstützung, zur Versorgung bei Netzstörungen oder für projektspezifische Betriebsstrategien eingesetzt werden. Die konkrete Ausführung des Netzparallelbetriebs muss auf die elektrische Anlage und die Anforderungen des zuständigen Netzbetreibers abgestimmt werden.
Schutztechnik für Mittelspannungsaggregate
Die Schutztechnik ist ein zentraler Bestandteil eines Mittelspannungsgeneratorsystems. Schutzrelais überwachen elektrische Größen und unterstützen die Abschaltung des Systems bei unzulässigen Betriebszuständen oder Fehlern. Je nach Anlagenkonzept können unter anderem Überstrom-, Kurzschluss-, Erdschluss-, Spannungs-, Frequenz- und weitere Schutzfunktionen erforderlich sein. Zusätzlich müssen Generator, Schaltanlage, Kabel, Transformatoren und angeschlossene Verbraucher in einem abgestimmten Schutzkonzept betrachtet werden. Die Auswahl und Einstellung der Schutzfunktionen sollte projektspezifisch erfolgen.
VDE-AR-N 4110 bei Mittelspannungsanlagen
Bei Kundenanlagen mit Netzanschlusspunkt im deutschen Mittelspannungsnetz ist die Technische Anschlussregel VDE-AR-N 4110 ein wichtiger Bestandteil der Netzanschlussplanung. Sie definiert technische Anforderungen für Planung, Errichtung, Betrieb und Änderung von Kundenanlagen am Mittelspannungsnetz und berücksichtigt dabei unter anderem Bezugsanlagen, Erzeugungsanlagen, Speicher und Mischanlagen. Bei Mittelspannungsgeneratoren mit Netzparallelbetrieb können darüber hinaus Anforderungen an Schutztechnik, Netzrückwirkungen, Blindleistungsverhalten, Nachweise und die Abstimmung mit dem zuständigen Netzbetreiber relevant sein. Welche Anforderungen im konkreten Projekt anzuwenden sind, sollte bereits in der Planungsphase mit dem Netzbetreiber und den beteiligten Fachplanern geklärt werden.
Mittelspannungsgeneratoren für Rechenzentren und kritische Anlagen
Rechenzentren und andere kritische Anlagen können sehr hohe Leistungen benötigen und stellen gleichzeitig hohe Anforderungen an die Versorgungssicherheit. Mittelspannungsgeneratoren ermöglichen es, große Lasten direkt auf einer geeigneten Spannungsebene bereitzustellen und in die vorhandene Mittelspannungsverteilung einzubinden. Abhängig vom Redundanzkonzept können mehrere Generatoren synchron betrieben und auf unterschiedliche Versorgungsabschnitte verteilt werden. Bei der Planung sollten neben der Gesamtleistung auch Lastsprünge, Redundanz, Schaltzeiten, Synchronisation, Schutztechnik, Kraftstoffautonomie und die Integration in die bestehende elektrische Infrastruktur berücksichtigt werden.
