Auslegung und Einsatz von Notstromanlagen - Quizknacker.de · Diesel-Stromerzeugungsanlagen...

Referent:

Dipl.-Ing. Rolf Neumann

Auslegung und Einsatz von Notstromanlagen

GeschäftsfelderVertrieb

Dieselstrom-erzeugungsanlagenAKO GmbH

Vermietung

Strom

Kälte - Klima - Wärme

Vertrieb

Abgasreinigung von DieselmotorenFa. SIM, Schweiz

Vertrieb

Batteriegepufferte NotstromanlagenSecutech GmbH

� Batteriegespeiste Notstromversorgung 10 .. 300 kVA

� Rotierender Umformer aus Gleichstrommotor und

Hohe Kurzschlussleistung und Überlastfähigkeit !

Drehstromsynchrongenerator

Überbrückungszeiten:

5 min bis 1 h

Umschaltzeiten <= 2 s

Vertrieb Secutech

Einsatzgebiete:

• Dauerbetriebsanlagen

• BHKW‘s

• Notstromanlagen mit hohen Anforderungen an niedrigeAbgasemissionen, z.B.

< 1.000 mg / m³NOx

< 5 mg / m³Staub / Ruß

Abgasreinigung von DieselmotorenEmunox-System

� Diesel-Stromerzeugungsanlagenvon 10 .. 2000 kVA

- Dauer-Stromversorgung- Notstromanlagen

Vermietung Strom

� Mittelspannungsanlagen- mobile Transformatorenanlagen mit zugehörigenSchaltanlagen

Vermietung Strom

� Kälte- und Klimaanlagen für

- Rechenzentren- Veranstaltungen- Industrieprozesse

Vermietung Kälte - Klima

AKO-Skyline dunkel

Aggregat-Testlauf

AKO-Skyline erleuchtet

Diesel-Stromerzeugungsanlagen

Leistungsbereich 5 – 2.000 kVA- Notstromanlagen- Dauerbetriebsanlagen- Spitzenlastanlagen- Anlagen zur Wärmerückgewinnung

Keine Serienfertigung

Ausführung entsprechend Kundenspezifikation

250 kVA Notstrom Containeranlage

250 kVA Notstrom Containeranlage

Kompakte Bauform bei hoher Schalldämm-anforderung

250 kVA Notstrom Containeranlage

Containeranlage

Containeraggregate mit Tischkühlanlagen

• Superschallgedämmt < 60 dB(A)

• 24 h – Tank

• Fernüberwachungeinrichtung mit Bedienungsebene über Modem

• Einbruchmeldeanlage

• Tropfblech oberhalb der Bedienebene

Notstrom-Haubenaggregate für Telekommunikationsunternehmen

Notstrom-Haubenaggregate für Telekommunikationsunternehmen

Notstrom-Haubenaggregate für Telekommunikationsunternehmen

Notstrom-Haubenaggregate für Telekommunikationsunternehmen

Notstrom-Haubenaggregate für Telekommunikationsunternehmen

4 x 1.600 kVA + 2 x 2.200 kVA Notstromanlagen für Datencenter

Netzfehlerstatistik (Quelle: MGE UPS Systems)

Netzausfälle in deutschen Versorgungsnetzen

• Leistungsermittlung / Verbraucherauflistung

• Anforderungen an die Notstromanlage

• Auslegung Motor / Generator

• Raumbedarfsermittlung

• Abschätzung der Randbedingungen

• Montage / Inbetriebsetzung

• Testanforderungen / Service

Planungshilfen für Notstromanlagen

Scheinleistung kVA = Wirkleistung kW / cos phi

• USV-Anlagen (n+1)

• Klima- und Kälteanlagen

• Sprinkleranlagen / Entrauchung

• Maschinentechnische Anlagen

• Beleuchtung, Telefonanlage, etc.

• Reserve 20 %

Leistungsermittlung Verbraucherauflistung

• Bei n+1 Anlagen müssen alle Anlagen bei der Leistungsermittlung berücksichtigt werden!

• Betriebsart der USV-Anlagen?6-pulsiger -, 12-pulsiger Gleichrichter oder Filtertechnik?

• Batterieladung während Notstrombetrieb?

• Aufschaltung auf die Notstromanlage?

USV-Anlagen

• Verfügt die Klima- / Kälteanlage über ein Notstromprogramm?

• Ermittlung der Bereiche, die während des Notstrombetriebes gekühlt werden müssen!

• Anlaufverfahren der Klimaanlage?

Klima- und Kälteanlagen

• Gestaffelte Zuschaltung der Verbraucher?

• Einzelne Großverbraucher?

• Anlaufart des Verbrauchers?

• Mindestanforderung VDE 0108

Sprinkleranlagen / EntrauchungMaschinentechnische Anlagen

• Vorgaben an die Spannungs- und Frequenzgenauigkeitder Notstromanlage

- Mindestanforderung: Auslegung nach VDE 0108

- Besser: DIN 6280, Ausführungsklasse 3

- Für Krankenhäuser: Auslegung nach VDE 0107

Anforderungen an die Notstromanlage

Motor + Generator = Stromaggregat

Auslegung: Motor und Generator

• MTU

• Deutz

• Volvo

• Scania

• Caterpillar

• Perkins

• Iveco

• John Deere

Fabrikate:

Motoren

• dynamisches Verhalten bezogen auf den Wirklastanteilin kW

• elektronische Regeleinrichtung

• Abgasemissionen

• Kundendienst / Service

• Ersatzteilverfügbarkeit

Anforderungen:

Motoren

• A.v.Kaick

• AEM

• Leroy Somer

• FKI

• Stamford

• Mecc alte

Fabrikate:

Generatoren

Anforderungen:

• Lastanteil nicht linearer Verbraucher bezogen auf die ermittelte Leistung

Faustformel Generatorleistung / Verbraucher:

6-pulsiger Gleichrichter = 2,5 .. 3,012-pulsiger Gleichrichter = 1,8 .. 2,2

Netzfilter / IGBT-Technik = 1,3 .. 1,5

Generatoren

• dynamisches Verhalten bezogen auf den Anlaufstrom,bzw. den Umschaltmoment von Stern auf Dreieck.

• Dauerkurzschlussstrom 3-phasig, Selektivitätsprüfung!

• Regeleinrichtung / Filter

• Kundendienst / Service

Anforderungen:

Generatoren

Ausführungen:

• 1-Lagertechnik

• 2-Lagertechnik

• Kurzschlussfeste Auslegung, 6-faches Nennmoment

Die Kupplung

Die Kupplung

Die Kupplung

Die Kupplung

Die Kupplung

Die Kupplung

Die Kupplung

Die Kupplung

Die Kupplung

• TA-Luft

• Abgasführung

• Kraftstoffanlagen

• Körperschall

• TA-Lärm

• Batterien

• Schaltanlage

Randbedingungen

Streng genommen gilt die TA-Luft nur für genehmigungs-pflichtige Anlagen!

Notstromanlagen sind meldepflichtig, nicht genehmigungs-pflichtig!

Unterliegt die Baumaßnahme der Genehmigungspflicht nach der 4.BImSchV, so wird auch die Notstromanlage genehmigungspflichtig.

Notstromanlagen sollten im Rahmen eines Bauantrages angezeigt werden.

TA-Luft und Notstromanlagen

TA-Luft und Notstromanlagen

5Ruß

jeweils bezogen auf 5 % Restsauerstoffgehalt!

60Formaldehyd (unter Vorbehalt)

80130Staub

150Kohlenwasserstoffe

300650Kohlenmonoxid (CO)

1.0004.000 / 2.000Stickoxide (NOx)

Abgasemissionen in mg/m3 von Dieselmotoren sind:

Grundsätzlich kann die regionale Behörde die einzuhaltenden Abgasemissionswerte entsprechend „STAND DER TECHNIK“ festlegen.

• Abgasemissionen von „Kleinanlagen“ bis 100 kVA sindderzeit noch unproblematisch.

• Anlagen bis 500 kVA sind in abgasoptimierter Ausführung (NOx < 2.000 mg/m3 / Staub < 80 mg/m3)erhältlich, jedoch nur in Sonderfällen Vorschrift.

• Für Anlagen größer 500 kVA in Ballungsräumen gilt eineabgasoptimierte Ausführung als Standard.

TA-Luft und Notstromanlagen

• Abgasleitungen sind über Dach des höchsten Gebäudeszu führen.

• Ausnahmen hiervon sind nur in Abstimmung mit der Behörde möglich (TÜV-Gutachten).

Abgasführung

• In Ballungsgebieten werden auch angrenzende Gebäude in dieBerechnung einbezogen.

Abgasführung

• Kraftstoffanlagen dürfen nur von Betrieben mit einer Zulassung nach WhG installiert werden.

Kraftstoffanlagen

• Anlagen nach VDE 0108 benötigen einen Zwischen-behälter, ausreichend für 2 h Volllastbetrieb, dessenUnterkante 0,5 m oberhalb der Motoreinspritzpumpeangeordnet ist.

Kraftstoffanlagen

• Tankanlagen bis 999 lbenötigen keineEntlüftungsleitung in‘sFreie.

• Im Aggregateraum dürfen max. 5.000 l Kraftstoff gelagertwerden.

• Empfehlung: Bei Verwendung eines Zwischentanks fürdie Befüllung eine Doppelpumpe mit automatischerUmschaltung vorsehen.

• Kraftstoffleitungen, die in nicht sichtbaren Bereichenverlegt werden, sind doppelwandig und leckageüberwachtauszuführen.

Kraftstoffanlagen

Kraftstoffanlagen

• Notstromanlagen sind elastisch zu lagern.

• Empfehlung: Bei Aufstellung in Gebäuden einedoppelelastische Lagerung vorsehen.

Körperschall

• Komponenten die mit demAggregat und dem Gebäudeverbunden sind, müssenkörperschallentkoppelt gelagert sein.

• Die TA-Lärm bezieht sich auf das nächste zu öffnendeFenster, bzw. bei Industrieanlagen auf die Grundstücks-grenze.

• Für Notstromanlagen gilt ein Beurteilungspegel, der um12 dB(A) höher liegen darf als der vorgeschriebene Wert.

• Als Grenzwert für Anlagen, die der VDE 0108 unterliegen,gilt der Tageswert und nicht der Nachtwert.

TA-Lärm

• Als Erfahrungswert gilt:

65 dB(A) in 7 m Entfernung gemessen für Mischgebiete,bzw. 55 dB(A) in 7 m Entfernung gemessen für über-wiegende Wohnbebauung.

• Bei angrenzenden reinen Wohngebieten empfiehlt sichein TÜV-Gutachten.

TA-Lärm

TA-Lärm

TA-Lärm

TA-Lärm

• Batterien sollten immer gemäßVDE 0108 ausgelegt werden.

• Bei komplexen Anlagen undSPS-Steuerungen müssen Steuer- und Pufferbatterieneingesetzt werden.

Batterien

Notstromschaltanlagen

3-phasig 3-phasig 3-phasig

Generator Verbraucher NetzG

DIE

SE

L

Notstromschaltanlage

Steuerung Schalter

M

A

Generatorspannung Generatorstrom Verbraucherspannung Netzspannung

M

A

Steuerung Schalter

• Netz- und Generatorschalter müssen getrennt, bzw.geschottet voneinander eingebaut werden.

• Kurzschlußauslösung einstellbar.

• Eine zusätzliche Einspeisung mit Verriegelung für einMietaggregat ist vorzusehen.

Notstromschaltanlagen

Umformen – Synchronisieren - Überwachen

• Notstromschaltanlagen solltenüber eine Synchronisierungs-einrichtung verfügen:

- zur unterbrechungsfreienRücksynchronisierung.

- für den netzparallelenLastprobebetrieb.

Notstromschaltanlagen

• Decken und Wände müssen für die Befestigung von Aufhängern für Abgasleitung, Kraftstofftank, Schall-dämpfer usw. geeignet sein.

• Fußboden im Bereich des Grundrahmens eben und glatt.

Bauhinweise

Zu beachtende Vorschriften:

1. Die Verordnung über den Bau von Betriebsräumen für elektrische Anlagen ist zu beachten !

2. Wände in der erforderlichen Höhe sowie der Fußboden müssen gegen wassergefährdende Flüssigkeiten undurchlässig ausgebildet sein; an den Türen und bodengleichen Öffnungen muss eine mindestens100 mm hohe Schwelle vorhanden sein.

Bauhinweise

3. Feuerpolizeiliche Vorschriften, FH-Tür mit Fluchtschloss nach außen aufgehend.

4. Erdung gemäß den örtlichen Vorschriften.

5. Raumbegrenzungselemente (z.B. Wände, Decke, Türen, Fenster u.s.w.) sind auf die schalltechnischen Forderungen abzustimmen.

Bauhinweise

Klärung von Schnittstellen:

- Schachtbelegungen

- Liefergrenzen

- Koordinationsüberwachung

Montage / Inbetriebsetzung

• Gemeinsame Inbetriebsetzung mit den nachfolgenden Gewerken

• Testlauf unter Volllast mind. 2 h

• Monatlicher Probebetrieb mit mind. 50 % Last, Zeitraum 1 h.

• Jährliche Wartung, eventuell: ½ jährliche Sichtkontrolle

Testanforderungen / Service