Kompensationsanlagen

Wir analysieren Ihre Netzsituation im Hinblick auf die Netzrückwirkungen großer Verbraucher, beraten die Betreiber und liefern komplette Kompensationslösungen. Für bereits in Betrieb befindliche Anlagen bieten wir Optimierungskonzepte und rüsten moderne digitale TCR-Regelungen nach. Unsere Leistungen umfassen Planung, Projektierung, Inbetriebnahme und Wartung. Für die Stahlindustrie nutzen wir ein mathematisches Modell des anzuschließenden Lichtbogenofens EAF (DC oder AC) und können eine Vorhersage der zu erwartenden Netzstörungen machen. Mit Hilfe der Simulation am Rechner kann die Auslegung der Komponenten einer Kompensationsanlage bestimmt und überprüft werden.

 

Niederspannungsnetze

Die AEG liefert u.a. die folgenden Kompensationsanlagen und Geräte:

> Blindleistungsregler zum Schalttafeleinbau
> Dynamische Anlagen mit Thyro-C-Thyristorstellern
> Baugruppen für Filterkreise und Leistungskondensatoren
> schaltbare Kondensatoranlagen, verdrosselt und unverdrosselt, zur cos phi-Verbesserung

Zu unserem Lieferprogramm gehören auch aktive Filter für Niederspannungsnetze. Diese sind Listengeräte und arbeiten als gesteuerte Stromquellen, die einen Strom in Phasenopposition zu den störenden Lastströmen verschiedener Ordnungszellen ins Netz senden und so eine Auslöschung der Störung bewirken. Zu den Listengeräten kann ein Katalog angefordert werden.

 

Hochspannungsanlagen

Wir liefern Kompensationsanlagen für:

> öffentliche Netze der Energieversorgungsunternehmen als Netzkompensation
> industrielle Anschlußstellen für große Antriebe, Lichtbogenöfen in der Stahlindustrie oder Elektrolysegleichrichter

Die AEG hat eine Reihe von Anlagen zur dynamischen Blindleistungskompensation in Hochspannungsnetzen geliefert, u.a. elf Anlagen in die Republik Südafrika für das Netz der ESCOM (pdf) und eine weitere nach Namibia an die Nampower, vormals SWAWEK. Über diese Anlage ist ebenfalls ein Fachaufsatz verfügbar. Wir modernisieren Anlagen mit neuesten Komponenten und Anlagenteilen.

 

 

Beim Betrieb des Lichtbogenofens werden zeitweise Leistungen von mehr als 100 MW aus dem elektrischen Netz entnommen. Die rechte Grafik zeigt einen Arbeitszyklus über etwa eine Stunde. Zur Erkennung der auftretenden Netzrückwirkungen muss die Dynamik der Stromaufnahme im Millisekundenbereich untersucht werden. Einen schematischen Verlauf der Wirkleistung zeigt das linke Bild: Auf der rechten Seite wird ein typischer Verlauf der Blindleistung dargestellt.

 

Wirkleistung

Blindleistung

Die dynamische Änderung der Blindleistung führt zu großen Spannungsänderungen (Fluktuationen) und Flicker im Netz.

 

Diese Grafik zeigt in der Kennlinie, daß je nach Arbeitspunkt des Ofens bereits kleine Wirkleistungsänderungen große Blindleistungsänderungen bewirken können. Flicker führt zu großen Störungen im Netz.

Eine Kompensationsanlage muß die Blindleistung erfassen und regeln können.

 

 

Aufgrund der nicht-sinusförmigen Ofenströme tritt im Netz ein erheblicher Anteil von Oberschwingströmen auf, die mit Filterkreisen reduziert werden müssen. Die in AC-EAF-Anlagen typisch im Verhältnis zum Grundwellenstrom auftretenden Oberschwingströme werden hier dargestellt:

 

 

Die störenden Netzrückwirkungen eines EAF lassen sich wie folgt zusammenfassen:

 

 

Eine ausgeführte SVC-Anlage für einen AC EAF, der alle drei beschriebenen Störeinflüsse kompensiert.

Im linken Teil des Schaltbildes ist die Ofenschaltanlage skizziert. Wir projektieren und liefern diese EAF-Schaltanlagen einschließlich der RC-Bedämpfung.

 

 

 

Anordnung der Filterkreise in Freiluftaufstellung.

 

Schlüsselfertige Lichtbogenofenanlagen für die Stahlerzeugung mit nachfolgender Drahtwalzstraße zur Produktion von Baustahl bieten wir zusammen mit unseren Kooperationspartnern an.

 

TCR - Prudukte

Wir bieten TCR Stromrichter für dynamische Blindleistungsregelung in Mittelspannungsnetzen mit digitaler Regelung für die Optimierung der Blindleistung in der EAF Netzeinspeisung. Die AEG-Produkte tragen die Bezeichnung Semivar oder auch Megasemi. Für in Betrieb befindliche alte TCR-Anlagen liefern wir eine angepaßte neue Regelung. Diese besteht aus einem Elektronikmagazin im Hochspannungsteil und dem Reglerschrank. Die Verbindung zwischen dem Power Rack des TCRs und dem Reglerschrank erfolgt über potentialtrennende Lichtleiter.

Thyristor Power Rack for 33 kV

Thyristor Power Rack für 33 kV als TCR geschaltet

TCR cubicle

Reglerschrank eines TCR

 

Netzkompensation

Die AEG hat bereits viele Anlagen zur Kompensation in Hochspannungsnetzen geliefert, z.B. elf Einheiten für die Republik Südafrika und eine weitere an Nampower, früher SWAWEK, in Namibia. Eine technische Beschreibung dieser Kompensationsanlage ist als pdf in englischer Sprache verfügbar.

 

Netzmessungen

Im Zusammenhang mit Neuanlagen oder bei aufgetretenen Störungen in der Energieversorgung führen wir Messungen durch. Unser Bericht erfasst die Störursachen und schlägt Änderungen und Kompensationsmaßnahmen vor. Typische Messpunkte in einer EAF-Anlage zeigt die folgende Grafik:

 

EAF Arbeitspunkt "Melting" (extrem unruhige Brennbedingungen der Lichtbögen)

 

 

Eine unserer Referenzen betraf eine Machbarkeitsstudie für einen großen DC Lichtbogenofen mit 150 MVA im westdeutschen Verbundnetz.

Ziel der Studie war es, festzustellen, ob an einem bestimmten Netzknotenpunkt ein weiterer EAF betrieben werden könne.

Nach der Aufnahme der Netzdaten durch umfangreiche Messungen und Nutzung der vorhandenen Computersimulationen konnten die zu erwartenden Netzrückwirkungen qualifiziert ermittelt und beurteilt werden.

 

 

 

Weitere Informationen zu diesem Thema:

> Dynamische Blindstromkompensation für einen Lichtbogenofen bei MEGASA, Spanien (pdf)
> Fachaufsatz über eine Referenzanlage (pdf)