Gekühlter Kondensator SC

Stahlfür StromnetzNetzwerk

Übersicht
Parallel geschaltete, rotierende Phasenschieber werden zur Bereitstellung von Kurzschlussleistung, Systemträgheit und Blindleistungsunterstützung in Übertragungsnetzen eingesetzt. Sie stabilisieren die Spannung bei Störungen und tragen durch ihre rotierende Masse zur Frequenzstabilität bei. Bei Phasenschieber-Lösungen wird ein konventioneller Generator im Leerlauf betrieben, um diese netzstabilisierenden Funktionen bereitzustellen. Siemens Energy liefert ein breites Spektrum an Generatoren für Phasenschieberanwendungen mit Nennleistungen bis zu 1.300 MVA bei voller Drehzahl.

Hauptvorteile

• Stellt Kurzschlussleistung für das Übertragungsnetz bereit
• Lieferung von Trägheit (rotierende Masse) zur Stabilisierung der Frequenz und Reduzierung des RoCoF
• Gibt Blindleistung ab oder nimmt sie auf zur Spannungsunterstützung
• Ermöglicht kurzfristige Überlastfähigkeit in Notfällen

Bewährte Lösung zur Netzstabilisierung
Ein rotierender Phasenschieber liefert Kurzschlussleistung, Trägheit und Blindleistung für dynamische Lasten. Siemens Energy bietet Generatoren und Komplettpakete, die für Netztabilisierungsaufgaben ausgelegt sind und unterschiedliche Leistungs- und Standortanforderungen abdecken.

Funktionsprinzip
Die Einheiten werden über einen Aufspanntransformator mit dem Übertragungsnetz verbunden. Der Generator wird mit einem Ponymotor oder einem Anlauffrequenzumrichter gestartet. Erreicht der Generator die synchrone Drehzahl und ist synchronisiert, läuft er unbelastet wie ein Synchronmotor und stellt Blindleistung sowie Kurzschlussbeitrag für das Netz bereit.

Hauptkomponenten und Funktionen

• Aufspanntransformator des Generators — kundenspezifischer Transformator zwischen Generator und Netz
• Isolated phase bus — isolierter Hochenergie-Phasenbus zwischen Generator und Aufspanntransformator
• Generatorschutzschalter — verbindet/trennt den Phasenschieber; Schutz der Einheit
• Hilfstransformator — Versorgung der Hilfssysteme
• Externe Kühler — Kühlsystem für den Generator
• Statische / bürstenlose Erregung — regelt Generatorspannung und Blindleistung
• Synchrongenerator — erhöht Kurzschlussleistung, stabilisiert die Frequenz durch seine Trägheit und steuert die Blindleistung
• Optionales Schwungrad — vergrößert die Trägheit durch zusätzliche rotierende Masse

Maximale Trägheit mit Schwungraderweiterung
Zur Erhöhung der Trägheit kann ein Schwungrad hinzugefügt werden, das die rotierende Masse vergrößert. Schwungräder ermöglichen eine synchrone Trägheitsantwort (SIR), die bei plötzlichen Ungleichgewichten aktive Leistung injiziert oder aufnimmt. Schwungräder von Siemens Energy sind für Plug-and-Play-Installation ausgelegt, arbeiten im Teilvakuum zur Minimierung von Luftreibungsverlusten, ermöglichen sicheres Notlaufverhalten bei Totalstromausfall und werden mit vormontiertem Rotor geliefert, um Platzbedarf und Wartungsaufwand zu minimieren.

Anwendungsbeispiel (Projekt-Highlights)

• Rassau: schlüsselfertiger rotierender Phasenschieber mit Schwungrad
• 1.100 MWs kinetische Energie mit einem Betriebsbereich von ±60 Mvar bei 132 kV
• Die Trägheit reduziert Frequenzschwankungen und hilft, Netzabschaltungen zu verhindern

Der rotierende Phasenschieber in der Energiewende
Mit steigender Einspeisung erneuerbarer Energien und dem Rückgang thermischer Kraftwerke verringern sich Verfügbarkeit von Trägheit und Kurzschlussleistung. Rotierende Phasenschieber, einschließlich Brownfield-Konversionen rotierender Maschinen, ermöglichen eine höhere Integration erneuerbarer Energien bei geringerem CO2-Fußabdruck gegenüber dem Weiterbetrieb konventioneller Kraftwerke allein zur Netzstabilität.

Zusätzliche Hinweise
Die Lösung unterstützt Spannungswiederkehr bei Fehlern, bietet kontrollierte Blindleistung für dynamische Lasten und kann abhängig von den Maschinenspezifikationen kurzfristig eine höhere Nennleistung bereitstellen.

Technische Daten

• Generator-Nennleistungen verfügbar bis zu 1.300 MVA (bei voller Drehzahl)
• Stellt Kurzschlussleistung, Blindleistungsregelung und Trägheit (rotierende Masse) bereit
• Startverfahren: Ponymotor oder Anlauffrequenzumrichter
• Netzanschluss: über Aufspanntransformator
• Schwungradoption: vergrößert die Trägheit; Schwungräder im Teilvakuum; Auslegung für sicheres Notlaufverhalten
• Typisches Projektbeispiel: 1.100 MWs kinetische Energie (Rassau) mit ±60 Mvar Betriebsbereich bei 132 kV
• Maximale kinetische Energie pro Einzel-Schwungrad: bis zu ~3.500 MWs (50 Hz) und ~2.000 MWs (60 Hz) je nach Werkstoff und Auslegung
• Kurzfristige Überlastfähigkeit: abhängig von den Maschinenspezifikationen
• Wesentliche Hilfskomponenten: Hilfstransformator, isolated phase bus, Generatorschutzschalter, externe Kühler, statische/bürstenlose Erregung