Schiffsgenerator / Drehstromgenerator

Lager und Kühlung

Luft- oder Wasser-Luft-gekühlt je nach Leistung; auf größeren Maschinen sind die Lager isoliert, damit vagabundierende Wellenströme die Lager nicht anfressen.

Schutzrelais

Über-/Unterspannung, Über-/Unterfrequenz, Rückleistung und Differentialschutz sitzen zwischen Generator und Schalttafel — sie sind es, die eine Einheit im Fehlerfall tatsächlich vom Netz trennen.

Auswahl / Auslegung

Bemessen in kVA bei angegebenem Leistungsfaktor (üblich 0.8 induktiv), was zugleich die Wirkleistung (kW) und die Blindleistung (kVAr) festlegt, die die Maschine liefern kann — ein häufiger Auslegungsfehler ist, die kW gegen die Lastbilanz zu prüfen, ohne zu prüfen, ob der tatsächliche Leistungsfaktor der Verbraucher den Blindleistungsbedarf über das hinaustreibt, was der Generator liefern kann. Isolierstoffklasse und Erwärmungsklasse (typisch Isolierung der Klasse F mit Erwärmung nach Klasse B, was eine Betriebsreserve lässt) bestimmen, wie hart die Maschine im Dauerbetrieb gefahren werden kann und wie viel thermischer Spielraum für Überlastzustände wie den Anlauf eines großen Motors bleibt.

Vorschriften / Klasse

Die Klassevorschriften (die vereinheitlichten Anforderungen der IACS-Mitglieder) setzen Kurzschlussfestigkeits- und Schutzkoordinations-Anforderungen für schalttafelgebundene Generatoren und verlangen eine Baumusterprüfung des Generators einschließlich Erwärmungs- und Kurzschlussversuchen. Die Normenreihe IEC 60092 regelt die elektrischen Bordanlagen im Ganzen, und die Klassebesichtigungen bestätigen bei jeder Erneuerung, dass die Schutzrelais-Einstellungen zu den genehmigten Schalttafelstudien passen.

Typische Fehler

• AVR-Drift oder -Ausfall — Spannungsinstabilität, die sich zuerst als Schwierigkeit bei der Blindlastteilung beim Parallelschalten mit einem anderen Satz zeigt.
• Lagerfraß durch vagabundierende Wellenströme — auf größeren Maschinen ohne ordentliche Wellenerdungsbürsten sucht sich der Strom einen Weg durch die Lager und erodiert die Laufbahnen mit der Zeit.
• Isolationsabbau durch Feuchte — ein häufiges Thema nach langen Stillstandszeiten in feuchten Maschinenräumen; eine Isolationsmessung vor dem Start eines lange stehenden Satzes fängt das ab, bevor daraus ein Erdschluss wird.
• Ausfall einer Erregerdiode — auf bürstenlosen Maschinen erzeugt eine ausgefallene rotierende Gleichrichterdiode Welligkeit im Feldstrom und unruhige Ausgangsspannung.
• Rückleistungsauslösungen bei der Lastübergabe — oft ein Symptom träger Reglerantwort statt des Generators selbst, sieht auf dem Schalttafelalarm aber wie ein Generatorfehler aus.

Worauf es beim Lieferanten ankommt

• Baumusterprüfzeugnisse zu Kurzschlussfestigkeit und Erwärmung für die konkrete Baugröße, nicht nur ein Datenblatt.
• Bestätigte AVR- und Reglerkompatibilität für den Parallelbetrieb mit den vorhandenen Sätzen des Schiffs, wenn es sich um Ersatz oder Ergänzung an einer bestehenden Schalttafel handelt.
• Dokumentierte Isolierstoffklasse und Betriebsfaktor, abgestimmt auf den tatsächlichen Umgebungstemperaturbereich des Maschinenraums.
• Eine mitgelieferte oder unterstützbare Schutzkoordinationsstudie, denn eine unpassende Relaiseinstellung ist eine häufige Ursache von Fehlauslösungen nach dem Einbau.

Vor dem Start jedes Generators, der mehr als ein paar Wochen in einem feuchten Maschinenraum stand, die Wicklungen mit dem Isolationsmesser prüfen — ein Erdschluss unter Last ist ein weit schlimmerer Tag als eine fünfminütige Isolationsmessung vorher.