Um die Betriebsfähigkeit Ihrer Autobahnmeistereien im Falle von Netzausfällen weiter zu verbessern und gleichzeitig mobile Notversorgungen auf der Strecke aufbauen zu können, geht die Autobahndirektion Nordbayern einen kombinierten Weg aus stationärer Netzersatzanlage und mobilem Stromerzeuger.

Alles in einem

Kernstück bildet ein mobiles Stromerzeugeraggregat mit Dieselmotor. Für den stationären Betrieb verfügt das Aggregat über eine automatische Starteinrichtung mit automatischer Netzumschalteinrichtung.

Da sich die elektrotechnischen Anforderungen für den mobilen Betrieb und den stationären Einsatz in einigen Punkten wie z.B. Schutz vor elektrischem Schlag, in den jeweiligen Betriebsfällen unterscheiden, waren einige Anpassungen in der elektrotechnischen Ausrüstung des Aggregates notwendig. Durch Wahl der Betriebsart mobil oder stationär erfolgt die jeweilige Umschaltung der Versorgungs- und Schutzeinrichtungen. Wichtig dabei, der Betrieb mobiler Geräte und Verbraucher ist auch nur in der Betriebsart „Mobil“ möglich, um Gefahren im mobilen Einsatz durch falsche Betriebsartenwahl zu verhindern.

Integration in die elektrische Anlage 

Die Integration einer Netzersatzanlage in eine stationäre, elektrische Anlage, erfordert zusätzliche Betrachtungen zum elektrischen Betriebsverhalten und zur elektrischen Sicherheit. Einer der wesentlichen Punkte ist dabei die Begrenzung und der veränderte, zeitliche Verlauf des Kurzschlussstromes. Während im Netzbetrieb sehr hohe Netzkurzschlussströme mit einem zeitlich Verlauf des generatorfernen Kurzschlusses auftreten, sind die Verhältnisse bei Netzersatzbetrieb völlig andere. Strak transiente und subtransiente Vorgänge bei gleichzeitig starker Begrenzung des Dauerkurzschlussstromes sind hier maßgeblich. Die Anforderungen an Abschaltzeiten, Kurzschlussschutz, Spannungsfall und Selektivität sind jedoch betriebsartenunabhängig zu erfüllen.

Analyse, Berechnung, Simulation, Test

Vor Integration der NEA in die bestehende Elektroinstallation der jeweiligen Betriebsstätte ist demnach eine grundlegende Überprüfung und gegebenenfalls Anpassung der elektrischen Anlage notwendig. Der Vorgang ist mit der Neuplanung einer elektrischen Anlage zu vergleichen, wobei die Freiheitsgrade sehr stark eingeschränkt sind.

Ausgangspunkt der gesamten Auslegungsüberprüfung bildet eine Anforderungsspezifikation, welche alle wesentlichen Anforderungen (Requirements) benennt und ihnen eindeutige Kennzeichen, sogenannte Label, zuordnet.

Im Folgenden muss die bestehende, elektrische Anlage, ihrer Topologie folgend, vor Ort aufgenommen und zu Berechnungs- und Simulationszwecken dokumentiert und gezielt vereinfacht werden.

Nun kann die Auslegungsarbeit beginnen. Mit geeigneten, softwaregestützten Werkzeugen wird die elektrische Anlage für alle relevanten Betriebsfälle und Schaltzustände berechnet. Dynamische, transiente Vorgänge sowie Fragestellungen wie Auswirkungen nicht linearer Verbraucher, das Auftreten von Oberwellen oder der Anlauf größerer Antriebe werden zusätzlich, mit Hilfe nummerischer Simulationsverfahren, analysiert und bewertet. Art und Umfang hängen dabei von der jeweiligen, elektrischen Anlage und von den Anforderungen der Anforderungsspezifikation ab.

Die Auswertung der Einhaltung der, zu Beginn des Prozesses festgelegten Anforderungen, liefert abschließend einen Katalog notwendiger Anpassungsmaßnahmen und gleichzeitig eine geschlossene Dokumentation der Überprüfungs- und Auslegungsarbeit. Durch das systematische Vorgehen wird verhindert, dass Anforderungen vergessen werden oder der Fall übersehen wird, dass Anpassungen zur Erfüllung einer Anforderung zu einer Verletzung einer anderen Anforderung führen.

In einem ausgiebigen Inbetriebnahme- und Testprogramm wird abschließend die Einhaltung aller Anforderungen, nach Durchführung der ermittelten, technischen Maßnahmen, überprüft. Zu diesem Zweck ist der Einsatz umfangreicher Messtechnik und das zugehörige Know How notwendig. Neben Strom- und Spannungsmessungen kommen hier Geräte wie die PQ-Box von A-Eberle, digitale Speicheroszilloskop, Transientenrekorder aber auch Messgeräte zur Überprüfung der Schutzmaßnahmen und der Erdungsbedingungen wie unser Megger MFT 1835 oder Schleich Handheld hochstrom Impedanzmessgerät zum Einsatz. Werden umfangreiche Veränderungen an Einstellungen von Schutzgeräten vorgenommen, ist im Anschluss eine Primär- oder Sekundärschutzprüfung ebenfalls durchzuführen, was den Einsatz mobiler Schutzprüftechnik z.B. von Omicron oder Megger erforderlich macht.

Am Ende steht die lückenlose Dokumentation

Abschluss der Inbetriebnahme und Übergabe an den Kunden bildet die Vervollständigung der Dokumentation. Auslegungsberichte, Berechnungen, Messprotokolle und Abnahmeprotokolle werden dem Kunden übergeben. Durch Einsatz unserer eigenen Prüfungsdatenbank, erfolgt die finale Dokumentation der Einhaltung der Anforderungen aus der Anforderungsspezifikation, teilautomatisiert, was eine systematische und lückenlose Dokumentation wesentlich vereinfacht und sicher stellt, dass „nichts vergessen wird“.

Fazit

Die Integration einer Netzersatzanlage in eine bestehende, elektrische Anlage erfordert eine systematische Betrachtung der gesamten Anlage unter Einsatz moderner Simulations- und Berechnungswerkzeugen sowie einer umfangreichen, messtechnischen Untersuchung und Auswertung.

Als verlässlicher und kompetenter Partner bieten wir Ihnen bei ähnlichen Projekten all dieses Know How und Know Why, sowie die notwendigen Werkzeuge aus einer Hand. So wird die Integration in die bestehende Anlage, streng nach unserem Motto „Strom…sicher“ zum Erfolg.

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