ATS, Schaltanlagen und Parallelschaltung: Wie die Leistung des Stromaggregats zur Last gelangt

Der Generatorschalter und die Schalttafel

Jede Anlage verfügt an ihren Anschlüssen über einen Leistungsschalter, der den Generator und das Kabel vor Überlastung und Kurzschluss schützt und von der Generatorsteuerung ein- und ausgeschaltet wird. Die Steuerung startet und stoppt den Motor, überwacht dessen Temperaturen, Drücke und Drehzahl, regelt die Spannung und die Frequenz und meldet die Daten an die Anlage. Bei einer einzelnen Notstromanlage befinden sich der Schutzschalter und die Steuerung in einem Schaltkasten an der Anlage oder im Gehäuse; bei größeren Anlagen werden sie zusammen mit den übrigen Komponenten in einem Schaltschrank untergebracht.

Der automatische Umschalter

Die automatische Umschalteinrichtung (ATS) steht zwischen Netz, Generator und Last. Sie erkennt den Netzausfall, gibt dem Generator das Startsignal und schaltet die Last auf den Generator um, sobald dessen Spannung und Frequenz innerhalb der Grenzen liegen – alles innerhalb von Sekunden. Kehrt das Netz zurück und ist es für eine festgelegte Zeit stabil, schaltet sie zurück, und der Generator kühlt ab und stoppt. Ein Schalter mit offenem Übergang trennt die Verbindung für einen Bruchteil einer Sekunde während der Umschaltung, was die USV überbrückt; ein Schalter mit geschlossenem Übergang synchronisiert den Generator mit dem Netz und schaltet ohne Unterbrechung um, was der Netzbetreiber zulassen muss. Die ATS ist für den vollen Laststrom ausgelegt und in kritischen Anlagen doppelt ausgeführt.

Mehrere Mengen parallelisieren

Wenn mehrere Aggregate eine Last versorgen – aus Gründen der Kapazität, der Redundanz oder beidem –, werden sie über eine Parallelschaltanlage an eine gemeinsame Sammelschiene angeschlossen. Jedes Aggregat wird vor dem Schließen seines Leistungsschalters synchronisiert: Spannung, Frequenz und Phasenwinkel werden automatisch von der Steuerung abgeglichen. Auf der Sammelschiene verteilen die Steuerungen die Wirk- und Blindlast auf die Aggregate, schalten bei steigender Last zusätzliche Aggregate zu und bei sinkender Last wieder ab und nehmen ein Aggregat für Wartungsarbeiten von der Sammelschiene ab, ohne dass es bei der Last zu Flackern kommt. Die gleiche Schaltanlage kann die Anlage gemäß den Schutzanforderungen des Energieversorgers mit dem Netz synchronisieren, um einen netzparallelen Betrieb – Spitzenlastabdeckung, Lastmanagement, Netzeinspeisung – zu ermöglichen.

Die Schaltanlage wird nach Spannungsebene (Nieder- oder Mittelspannung mit Transformatoren), Kurzschlussfestigkeit, Anzahl der Aggregate und Abgänge, Schutzkonzept und Leittechnik spezifiziert; sie ist meist in einem eigenen Container oder Raum zusammen mit der MCC untergebracht.

Das MCC und die Hilfsorganisationen

Eine Generatoranlage hat zahlreiche eigene Verbraucher: Kraftstoffförderpumpen, Reinigungssysteme, Kühler- und Lüftungsventilatoren, Mantelwassererwärmer, Batterieladegeräte, Beleuchtung und Steuerstrom. Die Motorsteuerzentrale – der Hilfsschaltkasten – versorgt und schützt diese mit Startern, Leistungsschaltern und den Steuerungen und wird selbst über eine kleine Umschaltvorrichtung vom Netz oder von den Generatoren gespeist, sodass sich die Anlage bei einem Stromausfall selbst versorgen kann. AXON fertigt Leistungsschaltertafeln, ATS- und Parallelschaltanlagen sowie die MCC für seine Containeranlagen und als eigenständige Schaltanlagen, passend zu Generatorsätzen beliebiger Hersteller und gemäß dem Einliniendiagramm der Anlage.