Referenzübersicht

KEBAG-Kehrichtbeseitigungs AG in Zuchwil: Netzintegration Generator

Die bei KEBAG in Zuchwil bei der Abfallverbrennung anfallende Energie wird zur Stromproduktion und zur Bereitstellung von Heisswasser genutzt. Der Strom wird in das regionale 50 kV Netz eingespiesen. Mit dem Heisswasser versorgt die KEBAG die Fernwärmenetze der Region Solothurn.

In den letzten Jahren haben namhafte in der Region ansässige Prozessdampf-Kunden ihren Betrieb eingestellt. Für die Nutzung der dadurch freigewordenen Energie hat KEBAG beschlossen, ergänzend zur bestehenden Gegendruck-Turbine von 7.7 MW Leistung eine neue, zweite Kondensationsturbine mit Generator von 25 MVA Leistung zu installieren.

Für die Integration dieses neuen Generators ins KEBAG-16 kV Fabriknetz waren Erweiterungen der KEBAG-eigenen Hoch-, Mittel- und Niederspannungs-Schaltanlagen erforderlich.

Dieses Projekt haben wir begleitet, von der Projektierung, über die Realisierung bis zur Inbetriebnahme.

 

Stromverteilnetz KEBAG

Stand vor Ausbau

Bis anhin betrieb die KEBAG ein eigenes 16kV-Netz für die Versorgung der eigenen 6 Trafostationen, für die Einbindung des Generators 1 und die Versorgung der benachbarten Abwasserreinigungsanlage (ZASE) mit 2 Trafostationen.

Die Verknüpfung zum regionalen 50kV-Netz geschah über eine offene, luftisolierte Innenraum-Schaltanlage. Daran angeschlossen war ein luftgekühlter 50/16 kV Trafo mit 12.5 MVA Leistung.

Stand nach Ausbau

Bei der Integration des zweiten neuen Generators der Leistung 25 MVA in das bestehende  Stromverteilnetz waren verschiedene Randbedingungen zu berücksichtigen.

Die bestehende luftisolierte 50kV Schaltanlage ist am Ende ihrer technischen Lebensdauer angelangt. Der bestehende Leistungstrafo weist eine zu geringe Leistung auf und die bestehenden MS-Schaltanlagen bieten bei fortgeschritenem Alter zu wenig Ausbaumöglichkeiten.

Ein zentrales Planungskriterium war: hohe Verfügbarkeit der Anlagen: es muss sichergestellt sein, dass die Verbrennungsanlagen rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr betrieben werden können und dass die verfügbare Wärmeenergie unterbruchslos verstromt und ins Netz rückgespeist werden kann.

Für die Unterbringung der neuen Turbine, des zugehörige Generators, der erforderlichen Transformatoren und Schaltanlagen wird ein neues Gebäude erstellt, die sog. Turbinenhalle, die ebenfalls noch gewisse Werkstatt- und Lagerräumlichkeiten aufweist.

Aus Gründen des verfügbaren Platzes, der Betriebssicherheit und der Unempfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse wurde entschieden, die neu zu installierenden Schaltanlagen in gasisolierter Technik zu beschaffen.

Der bestehende luftgekühlte 50/16 kV-Leistungstrafo wird revidiert und zukünftig als Reservetrafo genutzt. Neu installiert werden zwei wassergekühlte 15MVA-Trafos

Die Anordnung der relevanten neuen Anlagenteile des Stromversorgungsnetzes im Gebäude ist wie folgt realisiert:

  • 2 Stk. Leistungstransformatoren 50/16 kV mit 15 MVA Leistung im Erdgeschoss
  • 50kV Schaltanlage im Ersten Stock
  • 16kV-Schaltanlagen im zweiten Stock.

Für die Kabelführungen (HS, MS, Signalkabel, Haustechnik) bestehen drei unabhängige Steigzonen.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch die neue Turbinenhalle mit Anordnung der Anlagen.

Die Struktur des durch die Integration der aufgeführten Anlagen neu entstehenden Stromverteilnetzes zeigt Figur 2.

Eine verdichtete Version dieses Schemas mit den Schaltungsmöglichkeiten zeigt Figur 3.

Aufgrund der technischen und räumlichen Anforderungen an die zu beschaffenden Schaltanlagen wurden gasisolierte Schaltanlagen vom Typ ABB ZX0 beschafft.

In der Turbinenhalle sind insgesamt 15 Schaltfelder dieses Typs auf Bodenrahmen des Doppelbodens installiert. Die Anlage ist in drei Blöcke zu je 5 Felder aufgestellt (s. Figur 4).

Diese Anlagenkonzeption wurde bewusst gewählt, um im Eventualfalle die Versorgung weiterhin sicherstellen zu können bzw. schlimmstenfalls mittels Umhängen von Kabeln innerhalb Tagesfrist die Versorgung wieder herstellen zu können.

Auf der 50 kV Spannungsebene gelangt eine gasisolierte 72.5 kV Schaltanlage vom Typ ABB ENK zum Einsatz (s. Figur 5).

Die HS- und MS-Schaltanlagen wurden zwecks Überwachung und Steuerung ins Prozessleitsystem der KEBAG eingebunden.

Wie das vereinfachte Netzschema (s. Figur 3) zeigt, sind verschiedenste Schaltzustände denkbar, die bei der Feststellung des Schaltzustandes „Inselbetrieb“ oder „Netzparallelbetrieb“ für die beiden Generatoren G1 und G2 zu berücksichtigen sind.

Aus Redundanzgründen wurde ebenfalls festgelegt, dass eine Rücksynchronisation aus dem Inselbetrieb für G1 und/oder G2 über mehrere Netzknoten möglich sein soll.

Die Steuerung und Zuordnung der erforderlichen Signale und Spannungswerte erfolgt in einem separaten Sekundärschrank (s. Figur 6), der im MS-Anlagenraum untergebracht ist.

Auf diesen Schrank sind ebenfalls die relevanten Schalterstellungen aller MS-Schaltanlagen der KEBAG hardwired geführt und angezeigt, um bei einem eventuellen Ausfall des Leitsystemes für das Betriebspersonal zentral eine einfache Übersicht des aktuellen Netzschaltzustandes verfügbar zu haben.

Dieser Schrank wurde von unserer Firma geplant, gebaut und in Betrieb genommen.