Das Objekt des Monats ...

... Oktober 2021, liebe Besucherinnen und Besucher, ist eine Synchronisiereinrichtung aus einer Wassermühle im Waldecker Land, die vermutlich in den Jahren von 1900 bis 1920 mit einem Drehstromgenerator und  einer Verbindung zum öffentlichen Stromversorgungsnetz ausgestattet wurde, also einem frühen Kraftwerk im eher ländlichen Raum. 

Im Gegensatz zu Gleichstrom, der in Akkumulatoren gespeichert werden kann, muss die Erzeugung von Wechselstrom und damit auch des dreiphasigen Drehstroms stetig an den Verbrauch angepasst werden. Wird zu viel erzeugt steigt die Frequenz von 50 Hz in Europa (60 Hz in USA u. a.), wird zu wenig erzeugt sinkt sie. Bevor bei steigendem Bedarf ein weiterer Drehstrom-Synchrongenerator – angetrieben durch eine Dampf-, Wasser-, Gasturbine oder einen Motor – einem bestehenden Netz zugeschaltet werden darf muss dieser drei Bedingungen einhalten:

• Er muss die gleiche Frequenz erzeugen wie sie das Netz hat. Erreicht wird dies durch eine vorsichtige Drehzahlanpassung der antreibenden Maschine.
• Nachdem die Frequenzangleichung auf 50 Hz durch Veränderung der Energiezufuhr erreicht wurde muss der zuzuschaltende Generator auch die gleiche Spannung wie im vorhandenen Netz abgeben. Dies wird durch Veränderung der magnetischen Induktion des drehenden Polrades erreicht.
• Nach Angleichung von Frequenz und Spannung darf auch keine größere vor- oder nacheilende Phasenverschiebung des zuzuschaltenden Generators gegenüber dem Netz bestehen. Diese würde je nach Dimensionierung des Generators zu kurzzeitigen heftigen Ausgleichströmen bis hin zur Abschaltung führen. Eine Zusammenschaltung ist nur bei sehr kleinen Phasenverschiebungen zulässig, um Ausgleichsströme bei der zwangsläufig durch das starre Netz erzwungenen Synchronisierung zu vermeiden.

Wenn diese drei Maßnahmen durchgeführt sind, kann eine Zuschaltung des Generators erfolgen, dieser bei steigendem Bedarf mit einer Leistungsabgabe das Netz stützen und somit eine Frequenzabsenkung verhindern. Hierfür wurden seinerzeit Synchronisiersäulen in den Kraftwerken installiert, die unterschiedliche Lampenschaltungen und Messgeräte enthielten. Alle waren so groß, dass sie auch aus etwas größerer Entfernung ablesbar waren als das bei den im TMK ausgestellten Geräten im Format 96 x 96 oder 144 x 144 mm möglich ist.

Text: Wolfgang Dünkel, TMK

Foto: Katharina Armbrecht, TMK

(last update 30.09.2021)