Lastbanktest

Das Gerät

Lastbanken sind Geräte, die elektrische Lasten aufbringen, um die Abgabe elektrischer Leistung zu überprüfen. Sie bilden veränderliche Lastzustände nach, die sich genau steuern, messen und aufzeichnen lassen.

Zweck dieser Geräte ist es, das Schutzsystem der Stromversorgung und dessen Komponenten unter Last zu prüfen, ohne die Versorgung der geschützten Verbraucher zu gefährden.

Das Gerät besitzt ein metallisches Gehäuse und besteht aus Hochlastwiderständen mit einem System zur Wärmeabfuhr (Kühlung). Lüfter führen die entstehende Wärme ab, und eine umfangreiche Elektronik erlaubt die Laststellung in Schritten von minimal 1 kW. Eine Software verarbeitet alle während der Prüfung erfassten Daten und dokumentiert anschließend das Verhalten des Generators über den gesamten Ablauf.

Die direkte Amortisation ist praktisch null, die Qualität der Versorgung verbessert sich dagegen deutlich.

Anwendungen

• Prüfung von Stromerzeugungsaggregaten (im Werk).
• Prüfung von USV-Anlagen.
• Prüfung von Batteriesystemen.
• Verringerung der Verkokungsprobleme von Dieselmotoren.
• Wiederkehrende Prüfungen von Notstrom- und Reserveaggregaten.
• Prüfung von „Erdungsanlagen“.
• Prüfung von Turbogeneratoren.

Amperis bietet Lastbanken für unterschiedliche Anwendungen und Leistungen an, resistiv oder reaktiv.

Die Lastbanken sind als tragbare Ausführung, für die feste Installation, auf Anhänger für den Einsatz im Freien oder als Aufbau auf dem Kühler erhältlich.

Aus den genannten Anwendungen sind die folgenden die wichtigsten:

1. Fertigungsprüfung: Zusammen mit einem Stromerzeugungsaggregat ermöglichen Lastbanken, das Aggregat zu belasten und so Ablagerungen in Dieselmotoren sowie vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden, besonders bei geringer Leistung.
2. Generatorprüfung: Generatoren und andere Motoren, die Strom für Notstromsysteme erzeugen (Krankenhäuser, Rechenzentren, ...), müssen monatlich geprüft werden. Diese Prüfungen erfolgen mit Lastbanken, mit denen sich die Betriebsfähigkeit und das Anlaufverhalten bestimmen lassen.
3. Instandhaltung der Akkumulatorenbatterien: Die Lastbank entlädt die Batterie und verhindert so vorzeitigen Verschleiß. Eingesetzt wird sie vor allem in Elektrolaboren, auf Prüfständen, in Rechenzentren und in der Telekommunikation.
4. Prüfstand: Lastbanken dienen zum Prüfen und Einstellen von Schutz- und Schaltgeräten.
5. Verringerung der Verkokungsprobleme von Dieselmotoren: Eine der wichtigsten Anwendungen der Lastbank ist es, die Kohlenstoffablagerungen in den Zylindern von Dieselmotoren in Not- und Reserveaggregaten zu beseitigen oder zu verringern. Sie entstehen, weil die Aggregate den größten Teil ihrer Nutzungsdauer mit geringer oder ohne Last laufen (ein Extremfall sind Notstromgeneratoren, die üblicherweise regelmäßig gestartet werden, um ihre Funktion zu prüfen, ohne dass ein Verbraucher angeschlossen wird).

Die Hauptursache für den Ausfall eines Dieselmotors ist die „Verkokung“, also die Ansammlung unverbrannten Kraftstoffs an den Kolben des Motors. Sie tritt auf, wenn der Generator mit geringer Last läuft. Hinzu kommen weitere nachteilige Folgen: Rauchaustritt, Störungen im Kraftstoffsystem und eine Verschlechterung des Schmieröls. All dies senkt die Zuverlässigkeit und erhöht die Betriebskosten.
Dieselmotoren, die mit sehr geringer Last oder über lange Zeit im Leerlauf betrieben werden, erreichen die empfohlene Betriebstemperatur nie. Mit der Zeit überzieht der unverbrannte Kraftstoff als Kohlenstoff den Brennraum und verringert Nennleistung, Wirkungsgrad und Lebensdauer des Motors. Der Motor muss daher regelmäßig belastet werden, denn diese Rückstände mindern seine Leistung oder führen sogar zu Schäden. Wird eine Last nahe der Leistungsgrenze des Aggregats aufgebracht, verbrennen diese Rückstände vollständig und der Motor bleibt in einem Zustand, der den Betrieb unter realen Bedingungen sicherstellt.

Ein Programm der vorbeugenden Instandhaltung, das Lastprüfungen der Erzeugungsanlage einschließt, verringert die schädlichen Folgen der „Verkokung“ und verlängert die Lebensdauer des Motors.

Märkte

• Öl und Gas
• Übertragung und Verteilung
• Industrie
• Energie
• Kernkraft
• Rechenzentren
• Erneuerbare Energien

Bedeutung

Sowohl im Handel als auch in der Fertigung gilt ein Programm der vorbeugenden Instandhaltung als unverzichtbar, damit ein Not- oder Reservegenerator zuverlässig arbeitet. Lastbanken sind ein wesentlicher Bestandteil solcher Programme, weil sie ein praktikables Mittel bieten, Energieversorgungssysteme zu prüfen, ohne kritische Verbraucher abschalten zu müssen. Eine sachgerechte Prüfung der Notstromerzeugung einer Anlage deckt deren Schwachstellen auf.
Lastbanken wandeln elektrische Energie in Wärme um. Ein großer Teil dieser Wärme wird über einen Kühllüfter abgeführt. Das Gehäuse nimmt jedoch einen Anteil davon auf und muss deshalb aus einem Werkstoff bestehen, der diesen thermischen Bedingungen standhält.

Was ist der Lastbanktest?

Die Prüfung beginnt damit, den Generator langsam anzufahren und ihn von 25 % bis 100 % seiner Leistung zu belasten, sodass jedes vorhandene Problem zutage tritt. In vielen Anwendungen sind USV-Anlagen entscheidend, weil sie die Verbraucher versorgen und deren Betrieb bei einem Netzausfall aufrechterhalten. Deshalb werden Lastbanktests durchgeführt, um sicherzustellen, dass die USV die erwarteten Betriebsanforderungen genau dann erfüllt, wenn sie am dringendsten gebraucht wird. Der Lastbanktest ist damit die wirksamste Form der vorbeugenden Instandhaltung, um Funktion und Überbrückungszeit der Batterie einer USV-Anlage zu bestätigen, indem USV und Generator unter Last geprüft werden.
Lastbanktests dienen außerdem dazu, den Zustand von USV-Batterien und Batteriepaketen zu bestimmen. Mit der Lastbank wird geprüft, ob einzelne Zellen das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen. Sie lassen sich dann austauschen, bevor die kritische Anwendung betroffen ist, und künftige Ausfälle werden vermieden. Das ist wichtig, denn ein Batteriesatz in einer USV ist nur so belastbar wie seine schwächste Zelle.
Für die Prüfung kompletter USV-Anlagen wird eine Wechselstrom-Lastbank eingesetzt, für die Prüfung von Batterien eine Gleichstrom-Lastbank. Verfügbar sind auch reaktive Lastbanken, üblicherweise mit einem induktiven Leistungsfaktor von 0,8; sie bauen jedoch größer und schwerer.

Prüfergebnisse

Der Lastbanktest stellt sicher, dass die Komponenten im Schutzsystem der Stromversorgung richtig arbeiten und im Zusammenspiel eine kritische Last tragen, wenn sie gefordert werden.
Aus den während der Entladung erfassten Messwerten lässt sich das Verhalten der Batterie und des Systems bestimmen. Ein Lastbanktest deckt Probleme an Generator und USV auf und zeigt die erforderlichen Korrekturmaßnahmen. Bei einem Reservegenerator liefert er zahlreiche Informationen: die Fähigkeit des Motors, die geforderte Leistung abzugeben, die Frequenzstabilität, die Güte der Regelsysteme unter veränderlicher Last, das Systemverhalten sowie Öl- und Kraftstoffdruck. Er hilft zudem, Kolbenablagerungen, Fressstellen und Leckagen am Motor zu beseitigen, mögliche Schwachstellen zu erkennen und die Ergebnisse sowie anstehende Arbeiten zu dokumentieren.
Während der Prüfung sind Wärmeabfuhr und Schallminderung zu berücksichtigen.

Nutzen

• Sicherstellen, dass die Generatoren mit 100 % Leistung arbeiten.
• Verringern des Risikos eines Generatorausfalls im Notfall.
• Verringern der Wahrscheinlichkeit mechanischer Schäden.
• Verlängern der Lebensdauer des Motors und Erhöhen seines Wirkungsgrads.
• Reinigen des Generators.

Bauformen

15 kW – 400 V

600 kW

Tunnelbauweise