Lastabwurf (Kraftwerk)

Als Lastabwurf bezeichnet man eine Regelungssituation in einem Kraftwerk, bei der der Generator schlagartig ohne Belastung läuft (Lastabwurf auf Null) oder nur die eigenen Verbraucher unterhält (Lastabwurf auf Eigenbedarf). Ein solcher Zustand wird unter anderem verursacht durch

• eine Überlastung des Generators und Auslösung der Schutzeinrichtungen (Unterfrequenz), wobei der Generator vom Stromnetz getrennt wird und nur noch den Eigenbedarf des Kraftwerkes versorgt (Lastabwurf auf Eigenbedarf)
• einen Ausfall von Erregermaschine oder Maschinentransformator (Lastabwurf auf Null)
• einem Schaden des Turbinenreglers (Lastabwurf auf Null).

Unmittelbar nach dem Lastabwurf steigt bei kalorischen Kraftwerken und den dort eingesetzten Turbosätzen die Drehzahl von Turbine und Turbogenerator stark an, da das zur Verfügung stehende Drehmoment der Turbine nur noch das Massenträgheitsmoment beider Maschinen überwinden muss (die Turbine will „durchgehen“). Bei einem großen Turbogenerator beträgt die Drehzahlzunahme innerhalb von drei Sekunden etwa 10 % von 3000 auf 3300 Umdrehungen pro Minute. Die Maschine muss in diesem Zeitraum abgefangen werden, um eine Zerstörung durch die auftretenden Fliehkräfte zu vermeiden.

Bei Wasserkraftwerken kann üblicherweise die Wasserzufuhr nicht schnell genug abgedreht werden, allerdings rotieren die dortigen Turbinen mit deutlich geringeren Drehzahlen und die bei diesen Kraftwerkstypen eingesetzten Schenkelpolmaschinen sind leerlauffest, ertragen also auch eine Überdrehzahl nach Lastabwurf schadlos. Nach dem Schließen der Wasserzufuhr wird das Wasser entweder angestaut oder über einen Bypass an der Turbine vorbei geleitet.

Lastabwurf auf Eigenbedarf

Ist die Störung, die zum Lastabwurf führt, ausschließlich netzseitig, so ist bei thermischen Kraftwerken ein Lastabwurf auf Eigenbedarf vorgesehen. Dies soll sicherstellen, dass das Kraftwerk in Bereitschaft bleibt und dem Netz jederzeit wieder zugeschaltet werden kann. Dies wird gelöst, indem bei Überdrehzahl sofort die Energiezufuhr gedrosselt oder unterbrochen wird. Bei Dampfkraftwerken werden die Regelventile zugefahren. Sie reduzieren die Dampfzufuhr zur Turbine sehr schnell auf eine Menge, die zur Versorgung des Eigenbedarfs gerade ausreicht (ca. 3-5 % der Nenndampfmenge). Die Leistung des Dampferzeugers oder Kernreaktors wird schnell auf ca. 35 % der Nennleistung reduziert, überschüssiger Dampf wird von den Sicherheitsventilen direkt in die Atmosphäre und in den Kondensator abgeführt.

Lastabwurf auf Null

Bei kraftwerksseitigen Störungen, die einen Lastabwurf auf Null erforderlich machen, wird eine Turbinenschnellabschaltung (TUSA, in KKW) oder ein Turbinenschnellschluss (TSS, in BK/SK-KW) durchgeführt. Die Schnellschlussventile schließen die Dampfzufuhr zur Turbine sofort und vollständig. Auch der Generator wird vom Netz getrennt. Die Leistung des Dampferzeugers oder Kernreaktors wird schnell auf ca. 35 % der Nennleistung reduziert, der erzeugte Dampf wird von den Sicherheitseinrichtungen direkt in die Atmosphäre und in den Kondensator abgeführt. Bei absehbar längerfristigem Turbinenausfall wird der Kraftwerksfahrer auch den Dampferzeuger/Kernreaktor abfahren. Eine Schnellabschaltung des Dampferzeugers ist meist nicht nötig.

Windenergie

Auch bei Windenergieanlagen kann ein Lastabwurf beispielsweise durch Netzstörungen auftreten und hat einen schlagartigen Anstieg der Drehzahl zur Folge. Damit verbunden sind sehr viel größere Belastungen aller Anlagenteile im Vergleich zum Normalbetrieb. Die Anlage wird dann sofort innerhalb weniger Sekunden durch Verstellen der Rotorblätter auf Leerlauf/Trudelbetrieb heruntergeregelt. Ein Lastabwurf gehört nach dem Aufbau zur Inbetriebnahmeprozedur.

Siehe auch

• Lastabwurf (Stromnetz)