Vorsichtsmaßnahmen für den Netzanschluss von Dieselgeneratoren an die städtische Stromversorgung

(2) Geräteparameter überprüfen, um Übereinstimmung und Konsistenz sicherzustellen

Die grundlegende Prämisse für den Netzanschluss vonStromaggregateBei der Stromversorgung durch das städtische Netz ist es wichtig, dass die elektrischen Parameter beider Komponenten exakt aufeinander abgestimmt sind. Dies ist vergleichbar mit dem Ineinandergreifen zweier Zahnräder, die „gleiche Größe, gleiche Drehzahl und fluchtende Zähne“ aufweisen müssen. Konkret müssen die folgenden vier Schlüsselbedingungen erfüllt sein, von denen keine fehlen darf:

• Konsistente PhasensequenzDie dreiphasigen Ausgänge A, B und C des Generators müssen exakt mit den drei Phasen A, B und C des öffentlichen Stromnetzes übereinstimmen. Dies ist die Grundvoraussetzung für den Netzanschluss. Eine falsche Phasenfolge kann zu schweren Unfällen wie Kurzschlüssen und Geräteexplosionen führen. Die korrekte Verdrahtung lässt sich mit einem Phasenfolgemesser überprüfen.
• Gleiche SpannungDer Effektivwert der Ausgangsspannung des Generatorsatzes muss der Netzspannung entsprechen, wobei üblicherweise eine geringe Abweichung von ±0,5 % zulässig ist. Ist die Spannung zu hoch, wird Blindleistung ins Netz eingespeist; ist sie zu niedrig, kann der Generatorsatz die vorgegebene Last nicht bewältigen. Der Erregerstrom kann mittels des automatischen Spannungsreglers (AVR) angepasst werden, um eine optimale Spannungsanpassung zu erreichen.
• Gleiche FrequenzDie Standardfrequenz des städtischen Stromnetzes in China beträgt 50 Hz. Die Ausgangsfrequenz des Generators muss exakt mit der Netzfrequenz synchronisiert sein, wobei die Abweichung innerhalb von ±0,05 Hz liegen darf. Frequenzabweichungen verursachen Leistungsschwankungen zwischen dem Generator und dem Netz und können die Anlage beschädigen. Die Frequenzsynchronisation kann durch Anpassen der Drehzahl des Dieselmotors erreicht werden.
• Synchrone PhaseDer Phasenwinkel der Ausgangsspannung des Generatorsatzes muss exakt mit dem der Netzspannung übereinstimmen, und die momentane Spannungsdifferenz muss nahezu null betragen. Dies ist die anspruchsvollste Bedingung. Eine zu große Phasenabweichung führt zu einem enormen Einschaltstrom, der die Generatorwicklung durchbrennen und die rotierende Welle beschädigen kann. Die Phasenabweichung kann mithilfe eines Synchroskops oder einer automatischen Synchronisationsvorrichtung überwacht und angepasst werden.

(3) Überprüfen Sie den Zustand der Ausrüstung und beseitigen Sie potenzielle versteckte Gefahren

Vor dem Netzanschluss muss eine umfassende Prüfung des Dieselgenerators und der zugehörigen Ausrüstung durchgeführt werden, um Fehler oder versteckte Gefahren auszuschließen: Zunächst ist der Generator selbst zu prüfen. Dazu wird er im Leerlauf gestartet und sichergestellt, dass Wassertemperatur, Öltemperatur und Öldruck im Normbereich liegen, keine ungewöhnlichen Geräusche oder starke Vibrationen auftreten und die Ausgangsleistung mindestens 85 % der Nennleistung beträgt. Anschließend sind die netzanschlussbezogenen Geräte, einschließlich Synchronisationssteuergeräte, Netzanschluss-Leistungsschalter, Schutzrelais usw., zu prüfen. Dabei sind die korrekte Verkabelung, die einwandfreie Funktion der Messgeräte sowie die intakten und wirksamen Schutzvorrichtungen wie Rückstrom-, Überstrom- und Kurzschlussschutz zu gewährleisten. Abschließend ist die Umgebung im Serverraum zu prüfen. Die Temperatur im Serverraum muss zwischen 5 °C und 35 °C liegen, die relative Luftfeuchtigkeit unter 75 % und die Belüftung ausreichend sein, um eine unzureichende Wärmeabfuhr des Generators zu vermeiden. Gleichzeitig sollten ausreichend Dieselöl zurückgehalten, mehr als zwei Öltanks aufgestellt werden, um die Ausfällung von neuem Öl zu erleichtern, und sichergestellt werden, dass das Kühlwasser durch Schwerkraft zugeführt wird, um Beeinträchtigungen durch Unterbrechungen der städtischen Stromversorgung zu vermeiden.

II. Während des Netzanschlusses: Betriebsabläufe standardisieren und Betriebsrisiken vermeiden

Netzanschlussvorgänge müssen dem Prinzip „Erst erkennen, dann anpassen, dann abschalten“ folgen und ausschließlich von Fachkräften durchgeführt werden. Laien ist die Teilnahme strengstens untersagt. Die genauen Verfahren und Vorsichtsmaßnahmen sind wie folgt:

(1) Wählen Sie die geeignete Netzanschlussmethode

Es gibt zwei gängige Netzanschlussverfahren, die je nach Anwendungsfall ausgewählt werden sollten: Erstens, der automatische Netzanschluss. Mithilfe eines Synchronisationssteuergeräts (z. B. High-End-Controller wie Deep Sea oder ComAp) werden die Parameter des Stromnetzes und des Generatorsatzes in Echtzeit überwacht, Drehzahl und Spannung automatisch angepasst, der Synchronisationspunkt ermittelt und anschließend automatisch ein Abschaltbefehl gegeben. Dieses Verfahren eignet sich für große Anlagen oder Szenarien mit hohen Anforderungen an die Stromversorgungssicherheit und zeichnet sich durch effizienten und präzisen Betrieb aus. Zweitens, der manuelle Netzanschluss. Hierbei werden die Parameter mithilfe eines Synchroskops und Synchronisationsanzeigen überwacht, die Drehzahl des Dieselmotors und der Erregerstrom manuell angepasst und der Schalter nach Erreichen der Synchronisationsschwelle manuell geschlossen. Dieses Verfahren eignet sich für kleine Anlagen und erfordert erfahrene Bediener, die den Synchronisationspunkt präzise bestimmen können.

Es ist zu beachten, dass bei der manuellen Netzverbindung die Synchronisation entweder mit der Dunkellampenmethode oder der Lichtrotationsmethode überprüft werden kann: Die Dunkellampenmethode misst die Spannungsdifferenz anhand des Ein- und Ausschaltens der Lampe, während die Lichtrotationsmethode Frequenzdifferenz und Phasenfolge anhand von Drehgeschwindigkeit und -richtung des Lichts ermittelt. Schalten sich die Lampen gleichzeitig ein und aus, liegt ein Phasenfolgefehler vor; die Verkabelung muss in diesem Fall vor einem erneuten Versuch korrigiert werden.

(2) Die Vorgaben für den Schließvorgang sind strikt einzuhalten.

Sobald das Synchronisationsgerät anzeigt, dass die Parameter vollständig übereinstimmen (Spannungsdifferenz, Frequenzdifferenz und Phasendifferenz liegen innerhalb des zulässigen Bereichs), kann der Schließvorgang durchgeführt werden. Der netzgekoppelte Leistungsschalter muss beim Schließen langsam betätigt werden, um einen Einschaltstrom durch zu schnelles Schalten zu vermeiden. Der Betriebszustand des Geräts, einschließlich Parameter wie Strom, Spannung, Frequenz und Leistung, ist unmittelbar nach dem Schließen zu überwachen und auf Unregelmäßigkeiten zu prüfen. Treten Probleme wie ein zu hoher Einschaltstrom oder ungewöhnliche Geräusche des Geräts auf, muss der Schalter sofort wieder geöffnet werden. Nach der Fehlerbehebung kann die Netzverbindung erneut versucht werden.

Wichtiger Hinweis: Das erzwungene Abschalten bei nicht übereinstimmenden Parametern ist strengstens verboten. Dieser asynchrone Netzanschluss stellt den gefährlichsten Vorgang dar, da er ein enormes mechanisches Drehmoment und einen hohen Einschaltstrom erzeugt, was zu Schäden an der Generatorwicklung, einer Explosion des Leistungsschalters und sogar zu Beeinträchtigungen des städtischen Stromnetzes und einer Ausweitung des Fehlerbereichs führen kann.

(3) Reibungsloser Lastübergang

Nach erfolgreicher Abschaltung kann die gesamte Last nicht sofort auf das Generatoraggregat übertragen werden. Die Last muss schrittweise erhöht werden: Zunächst sollte das Aggregat eine Zeit lang mit geringer Last betrieben werden, um die Stabilität der Anlagenparameter zu überprüfen. Anschließend kann die Last schrittweise bis zum voreingestellten Wert erhöht werden, um Frequenzschwankungen und einen Ausfall des Aggregats durch plötzliche Lastzunahme zu vermeiden. Gleichzeitig muss die Lastverteilung über das Energiemanagementsystem angepasst werden, um eine ausgewogene Lastverteilung zwischen Generatoraggregat und öffentlichem Stromnetz zu gewährleisten. Sind mehrere Generatoraggregate an das Netz angeschlossen, muss eine gleichmäßige Verteilung von Wirk- und Blindleistung sichergestellt werden, um eine Überlastung einzelner Aggregate und eine Unterlastung anderer zu vermeiden und um Blindleistungsverluste durch überhitzte Anlagen zu verhindern.

III. Nach dem Netzanschluss: Verstärkung der Sicherheitsüberwachung und Gewährleistung eines stabilen Betriebs

Die erfolgreiche Netzanbindung ist nicht das Ende. Die anschließende Echtzeitüberwachung und der Sicherheitsschutz sind entscheidend für einen langfristig stabilen Betrieb. Folgende Punkte sollten beachtet werden:

(1) Echtzeitüberwachung der Betriebsparameter

Stellen Sie speziell geschultes Personal ab, das die Betriebsparameter des Generators und des öffentlichen Stromnetzes in Echtzeit überwacht. Dazu gehören Spannung, Frequenz, Stromstärke, Leistung, Phasenlage, Wasser- und Öltemperatur usw. Die Betriebsdaten sind zu protokollieren. Bei Auftreten von Abweichungen (z. B. Frequenzschwankungen außerhalb des zulässigen Bereichs, plötzliche Spannungsspitzen oder -abfälle, Rückstrom usw.) sind unverzüglich Maßnahmen zu ergreifen. Trennen Sie gegebenenfalls den Netzanschluss, trennen Sie den Generator vom Netz und schließen Sie ihn nach der Fehlerbehebung wieder an. Der Rückstromschutz hat dabei höchste Priorität. Sobald das Stromnetz Strom zurück zum Generator speist (der Generator fungiert dann als Elektromotor), muss das Rückstromrelais sofort auslösen, den Stromkreis unterbrechen und so verhindern, dass der Dieselmotor mitgerissen und beschädigt wird.

(2) Sorgfältige elektrische Trennung und Erdungsschutz gewährleisten

Beim Anschluss des Stromaggregats an das städtische Stromnetz muss eine zuverlässige elektrische Trennvorrichtung installiert und eine Verriegelungseinrichtung eingebaut werden, um einen fehlerhaften Netzanschluss zu verhindern. Gleichzeitig müssen Gehäuse, Halterungen usw. des Stromaggregats geerdet sein. Die Erdung muss korrekt und fest mit einem Isolationswiderstand von mindestens 0,5 MΩ verbunden sein, um Stromschläge oder Geräteschäden durch mangelhafte Erdung zu vermeiden. Darüber hinaus ist es strengstens verboten, die Stromversorgung des Stromaggregats parallel zum städtischen Stromnetz zu schalten. Ein unbefugter Netzanschluss ist ohne installierte Verriegelungseinrichtung nicht zulässig.

(3) Standardisierung des Trennvorgangs

Wenn eine Abschaltung erforderlich ist oder die Netzstromversorgung wiederhergestellt ist, muss die Last des Generatoraggregats zunächst sanft auf das Netznetz zurückgeschaltet werden. Sobald die Last des Aggregats gegen Null tendiert (oder nur noch eine sehr geringe Rückleistung vorhanden ist), wird der Befehl zum Trennen des Generatoraggregats vom Netz gegeben. Nach der Trennung sollte das Generatoraggregat eine Zeit lang im Leerlauf laufen und sich anschließend abkühlen lassen, um Schäden durch Überhitzung zu vermeiden. Bei Wiederherstellung der Netzstromversorgung muss sichergestellt sein, dass das Aggregat automatisch auf Netzstrom umschaltet und sich gemäß den Anforderungen der Norm GB51348-2019 verzögert abschaltet.

IV. Täglicher Betrieb und Wartung: Regelmäßige Inspektion und Wartung zur Reduzierung der Ausfallwahrscheinlichkeit

Der tägliche Betrieb und die Instandhaltung bilden die Grundlage für die Sicherheit des Netzanschlusses. Ein umfassendes Instandhaltungssystem muss eingerichtet werden, um die Anlagen regelmäßig zu prüfen, zu warten und zu testen. Die wichtigsten Punkte sind folgende:

• Regulärer Probebetrieb: Führen Sie einmal im Monat einen Probelauf des Generatorsatzes im Leerlauf durch, der jeweils mindestens 15 Minuten dauert, um das Anlaufverhalten des Aggregats, die Empfindlichkeit der Instrumente und den Betriebszustand der Ausrüstung zu überprüfen; führen Sie einmal im Quartal einen Lasttest durch, um das Netzanschlussszenario zu simulieren und die Wirksamkeit der Synchronisations- und Schutzeinrichtung zu überprüfen.
• GerätewartungDieselöl, Motoröl, Kühlmittel und Luftfilter regelmäßig wechseln und Kraftstoffleitungen und Kühlsysteme auf Lecks überprüfen; Geräte wie Synchroskope, Spannungsregler und Schutzrelais regelmäßig kalibrieren, um genaue Parameter zu gewährleisten; in kalten Gebieten sollte der Computerraum beheizt werden, um sicherzustellen, dass das Gerät im Notfall reibungslos anlaufen kann.
• FehlerbehebungEs ist ein Störungsprotokoll zu erstellen, Probleme beim Netzanschluss (z. B. Netzanschlussausfall, ungleichmäßige Stromverteilung, übermäßiger Stromfluss usw.) zeitnah zu erfassen und zu beheben. Die Fehlerursache ist zu analysieren, um ein erneutes Auftreten ähnlicher Probleme zu vermeiden. Beispielsweise kann eine ungleichmäßige Stromverteilung auf einen festsitzenden Regler oder eine fehlerhafte Verdrahtung des Stromwandlers hindeuten, die umgehend repariert und justiert werden muss.
• PersonalschulungDie Bediener müssen eine professionelle Schulung absolvieren, mit den Betriebsabläufen des Netzanschlusses, der Funktionsweise der Anlagen und den Sicherheitsvorkehrungen vertraut sein und dürfen die Tätigkeit erst nach bestandener Prüfung aufnehmen. Unbefugter Betrieb ist strengstens verboten; regelmäßig werden Notfallübungen durchgeführt, um die Fähigkeit der Bediener zum Umgang mit plötzlichen Störungen zu verbessern.

V. Zusammenfassung: Spezifikationen einhalten und sicheren Netzanschluss gewährleisten

Die Netzanbindung von Dieselgeneratoren an das öffentliche Stromnetz ist ein präziser Vorgang, bei dem ein Fehler schwerwiegende Folgen haben kann. Er erfordert nicht nur die Einhaltung strenger technischer Vorgaben, sondern auch standardisierte Betriebsabläufe und höchste Sorgfalt bei der täglichen Wartung und dem Sicherheitsschutz. Von der Qualifizierung und Parameterprüfung vor der Netzanbindung über den standardisierten Betrieb und die Lastumschaltung während der Anbindung bis hin zur Echtzeitüberwachung und der anschließenden Trennung nach der Netzanbindung darf in keinem Schritt Nachlässigkeit geübt werden.

Es ist besonders zu betonen, dass die Bedienung netzgekoppelter Geräte durch Laien strengstens untersagt ist. Unbefugter Netzanschluss und unsachgemäßer Betrieb beschädigen nicht nur die Geräte, sondern können auch zu Stromausfällen und Unfällen führen. Für normale Notstromnutzer, die keinen langfristigen Netzanschluss benötigen, ist der standardmäßige automatische Umschalter (ATS) für kommunale Stromerzeugung die sicherere, wirtschaftlichere und vorschriftsmäßigere Lösung.

Nur durch die Einhaltung der technischen Spezifikationen, die strikte Umsetzung der Betriebsabläufe und eine sorgfältige Durchführung des täglichen Betriebs und der Wartung können wir die Vorteile der Netzanbindung von Dieselgeneratoren an das kommunale Stromnetz voll ausschöpfen, eine sichere, stabile und effiziente Stromversorgung erreichen und Produktion und Leben sichern.