LNG-Kompressorstart: Transformatorstudie für Spannungseinbruch und Beschleunigung

1. Mit dem Hochlauf beginnen

Ein Motor kann innerhalb der Dauerleistung des Transformators liegen und im schwächsten Netz trotzdem nicht beschleunigen. Blindstrom senkt Spannung und Drehmoment; längerer Hochlauf erhöht Rotorerwärmung und Einwirkdauer auf andere Lasten. Zuerst Normalnetz, Ausfall eines Transformators, Inselbetrieb, minimale Netzstärke und Prozesszustand festlegen.

ABB erläutert den Strom-Drehmoment-Kompromiss beim Anlauf mit reduzierter Spannung. Große LNG-Synchronmaschinen benötigen eigene Herstellermodelle und Erregungsabläufe; Asynchronkurven gelten nicht für jede Maschine. ABB Anlaufverfahren.

2. Richtige Modelleingaben anfordern

Quellenkurzschlussleistung und X/R je Topologie, Transformatorimpedanz mit Toleranz, Stufung, Schaltung und Kabelimpedanzen erfassen. Vorlast, Kompensation, Generatorerregungsgrenzen und Sammelschienenaufteilung einbeziehen. Der maximale Kurzschlussfall ist gewöhnlich nicht der ungünstigste Anlauffall.

Motorunterlagen müssen Strom und Drehmoment über Drehzahl bei definierten Spannungen, Gesamtträgheit, Kompressorgegenmoment, Startverfahren, thermisch erlaubte Starts und Wiederanlaufgrenzen liefern. Beim Umrichter Eingangsstrom-Zeit-Bereich, Vorladung und Oberschwingungen statt Blockierstromfaktor verwenden. Die Mechanik muss unbelasteten Start und Lastaufnahme bestätigen.

3. Hypothetische Vorabschätzung

Angenommen werden symmetrischer Direktanlauf eines Asynchronmotors und zunächst unbelastete Sammelschiene. Anlaufbedarf bei Nennspannung: 30 MVA. Ein 25 MVA Transformator hat überwiegend induktive 0.10 pu Impedanz; die Quelle liefert 0.05 pu auf gleicher Basis. Widerstand und Kabelspannungsfall bleiben unberücksichtigt, Blockierimpedanz gilt zunächst konstant. Der skalare Spannungsteiler behandelt auch die Motor-Blockierimpedanz näherungsweise als induktiv; mit Widerständen sind komplexe Impedanzen zu verwenden.

Die beispielhafte Anfangsspannung beträgt 84.7%, das Anfangsmoment etwa 71.7% des Nennspannungswerts. Der Nenner berücksichtigt näherungsweise sinkenden Strom bei sinkender Spannung; ein konstanter Stromabzug wäre ein anderes Modell. Dies sind weder zulässige Grenzwerte noch vollständige Startprognose oder Herstellergarantie.

Übersteigt das Gegenmoment bei kritischer Drehzahl dieses reduzierte Motormoment, löst langsamerer Hochlauf den Mangel nicht. Die Drehzahlgleichung mit geprüften Kurven zeitlich integrieren. Spannungserholung, Erwärmung und gegebenenfalls Synchronisierung einbeziehen.

4. Mögliche Maßnahmen vergleichen

Stufung verändert Start- und Betriebsspannung gemeinsam; gesamten Bereich prüfen. Paralleltransformatoren erhöhen Steifigkeit, verlangen aber passende Übersetzung, Impedanz, Schutz und Betriebsregeln. Nicht nur anhand des Anfangseinbruchs auswählen.

5. Weiterlaufende Lasten beurteilen

Spannungs-Zeit-Verläufe jeder wichtigen Sammelschiene mit Schützhaltefähigkeit, Umrichterunterspannung, Instrumentenversorgung und Schutz vergleichen. Kurzer tiefer und langer flacher Einbruch können unterschiedliche Ausfälle verursachen. ATV320-Hinweise zeigen die Bedeutung konkreter Unterspannungsparameter. Umrichterverhalten.

Schnittstellen behandelt die Raffinerie-Durchfahrkette, Verbindungen und Bezugsgrößen der Einlinien-/Modellleitfaden.

6. Reproduzierbare Abnahmeunterlagen

Quellenfälle, Anfangslast, erlaubte Prozesszustände, Kurvenrevisionen, Impedanztoleranz und Ergebnisse festlegen. Sammelschienenspannung, Drehzahl, Strom, Momentreserve, Hochlaufzeit und thermische Belastung dokumentieren. Empfindlichkeit gegenüber schwächster Quelle und temperaturabhängigen Einschränkungen aufzeigen.

Bei Inbetriebnahme freigegebenen Start anhand synchroner elektrischer und mechanischer Aufzeichnungen vergleichen. Abweichungen und Haltepunkte vorher vereinbaren. Ein erfolgreicher unbelasteter Start bestätigt keinen anderen belasteten Wiederanlauf. Betriebsgrenzen mit Schutzunterlagen aufbewahren.

7. Fragen und Primärquellen

Bestimmt kVA die Startfähigkeit? Nur teilweise; Quellenimpedanz und Drehmomentbilanz sind entscheidend.

Ist kleine Impedanz immer besser? Sie verbessert Steifigkeit, erhöht aber Fehlerstrom und verändert Schutzanforderungen.

Beseitigt ein Umrichter jeden Einbruch? Nein. Eingangsbereich und Quellenverhalten bleiben zu untersuchen.

Primärquellen: ABB Motorstart; Schneider Unterspannung.