Parallele Betriebsweise der Stromerzeuger

Verbindung von elektrischen Energiesystemen

Die Verbindung von elektrischen Energiesystemen ist entscheidend für wirtschaftliche Effizienz, Zuverlässigkeit und parallelen Betrieb. Die Verbindung von Wechselstrom-Systemen erfordert, dass Synchronmaschinen parallel betrieben werden, eine Praxis, die in Kraftwerken häufig angewendet wird, wo zwei oder mehr Generatoren über Transformatoren und Stromleitungen verbunden sind und so ein netzgekoppeltes Netzwerk bilden. Im normalen Betrieb halten alle Generatoren und Synchronmotoren in einem vernetzten System den Gleichlauf, was eine optimierte Betriebswirtschaftlichkeit und erhöhte Zuverlässigkeit durch eine parallele Konfiguration ermöglicht.

Wenn die Lastanforderung die Kapazität der angeschlossenen Einheiten überschreitet, werden zusätzliche Generatoren parallelgeschaltet, um die Last zu tragen; umgekehrt werden bei geringer Nachfrage nicht wesentliche Einheiten getrennt, um einen hoch effizienten Betrieb aufrechtzuerhalten.

Gründe für den parallelen Betrieb von Drehstromgeneratoren

Drehstromgeneratoren werden aus folgenden wichtigen Gründen parallel betrieben:

• Höhere Lastkapazität: Mehrere Drehstromgeneratoren können größere Lasten versorgen als eine einzelne Einheit.

• Optimierung der Wirkungsgrad: Bei geringen Lasten können einige Drehstromgeneratoren abgeschaltet werden, sodass die verbleibenden Einheiten nahe dem Nennlastpunkt arbeiten und einen höheren Wirkungsgrad erreichen.

• Wartungsflexibilität: Geplante Wartungs- oder Inspektionstermine einer Maschine stören die Versorgung nicht, da andere Einheiten die Kontinuität aufrechterhalten.

• Sicherstellung der Zuverlässigkeit: Ausfälle von Generatoren führen nicht zu Stromausfällen, da parallele Einheiten dies ausgleichen.

• Skalierbarkeit: Zusätzliche Maschinen können ohne Änderung der ursprünglichen Installation hinzugefügt werden, um wachsende Lastanforderungen zu decken.

• Kostenreduzierung: Der parallele Betrieb senkt sowohl die Betriebskosten als auch die Kosten für Energieerzeugung.

• Versorgungssicherheit: Stellt eine zuverlässigere Stromversorgung sicher und ermöglicht eine wirtschaftliche Energieerzeugung im gesamten System.

Notwendige Bedingungen für den parallelen Betrieb von Drehstromgeneratoren

Synchronmaschinen werden parallel betrieben durch einen Prozess namens Synchronisation, bei dem eine neue Einheit (eingehende Maschine) an ein bestehendes System (laufende Maschinen oder unendlicher Bus) angeschlossen wird. Um einen sicheren parallelen Betrieb zu gewährleisten, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:

• Phasenfolgenübereinstimmung: Die Phasenfolge der Spannungen am Bus muss mit der der eingehenden Maschine übereinstimmen.

• Phasensynchronisation: Die Spannungen am Bus und die Endspannung der eingehenden Maschine müssen in Phase sein.

• Spannungsgleichheit: Die Endspannung der eingehenden Maschine muss der Busspannung entsprechen.

• Frequenzübereinstimmung: Die Frequenz der vom eingehenden Generator erzeugten Spannung muss der Frequenz der Busspannung entsprechen.