Zusätzliche Anforderungen gemäß VDE 0107

Zusätzliche Anforderungen an eine Netzersatzanlage gemäß VDE 0107

Obwohl die DIN VDE 0107 bereits seit geraumer Zeit zurückgezogen wurde und daher für Neuanlagen nicht mehr relevant ist, sollen die wichtigsten Anforderungen dennoch beschrieben werden, da sehr viele Anlagen derzeit im Bestand vorhanden sind. So kann beurteilt werden, ob die bestehenden Anlagen die gestellten Anforderungen erfüllen und somit gegebenenfalls ein Bestandschutz angenommen werden kann.

Die VDE 0107 behandelt Netzersatzanlagen (NEA) und stellt die Sicherheitsanforderungen und Qualitätsstandards für solche Systeme sicher, die in Notstromversorgungssystemen zum Einsatz kommen. Diese Norm richtet sich in erster Linie an die Anforderungen für die Installation und den Betrieb von Notstromaggregaten und Netzersatzanlagen, um sicherzustellen, dass diese Geräte im Falle eines Stromausfalls zuverlässig funktionieren und keine Sicherheitsrisiken für die benutzten Geräte und das Personal darstellen.

Zusätzliche Anforderungen gemäß der VDE 0107 für Netzersatzanlagen (NEA):

1. Zuverlässigkeit und Funktionsfähigkeit der Netzersatzanlage

Die VDE 0107 stellt sicher, dass die Netzersatzanlagen im Falle eines Stromausfalls zuverlässig und schnell die Stromversorgung übernehmen. Hierzu müssen Netzersatzanlagen bestimmte Anforderungen erfüllen:

  • Automatische Umschaltung: Die NEA muss innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne (meist innerhalb von 15 Sekunden) in der Lage sein, die Last von der öffentlichen Stromversorgung auf die Notstromversorgung umzuschalten.

  • Stabilität und Betriebskontinuität: Auch im Langzeitbetrieb müssen Netzersatzanlagen so konzipiert sein, dass sie eine stabile Spannungs- und Frequenzversorgung bieten, die mit den Normen für die angeschlossenen Geräte kompatibel ist.

2. Fehler- und Überspannungsschutz

Ein wesentlicher Aspekt der VDE 0107 ist der Schutz vor Fehlerströmen, Kurzschlüssen und Überspannungen:

  • Fehlerstromschutz: Netzersatzanlagen müssen mit Fehlerstromschutzschaltern (FI) ausgestattet sein, um bei Fehlerströmen die Stromversorgung schnell zu unterbrechen und so Gefahren wie Stromschläge oder Brände zu verhindern.

  • Überspannungsschutz: Überspannungen, die durch Blitzschlag oder Schalthandlungen im Netz entstehen, müssen durch geeignete Überspannungsschutzgeräte (SPD) abgefangen werden, um die angeschlossenen Geräte und die Netzersatzanlage selbst zu schützen.

3. Sicherer Betrieb und Trennung der Versorgungen

Die VDE 0107 fordert eine klare Trennung der Netzversorgung von der Notstromversorgung:

  • Trennschalter und Umschalter: Um zu verhindern, dass im Fehlerfall oder bei einem Stromausfall das Netz und die Notstromversorgung gleichzeitig aktiv sind, muss ein Trennschalter oder ein Umschalter installiert werden, der dafür sorgt, dass zwischen den beiden Systemen korrekt umgeschaltet wird.

  • Manuelle und automatische Umschaltung: Neben der automatischen Umschaltung muss die manuelle Umschaltung für den Fall, dass eine automatische Umschaltung nicht möglich ist, einfach und sicher durchführbar sein.

4. Schutz vor Überlast und Kurzschluss

Die Netzersatzanlage muss ausreichenden Schutz bieten, um Schäden bei Überlast oder Kurzschluss zu verhindern:

  • Leistungsschutzschalter: Diese Geräte müssen so dimensioniert und eingebaut werden, dass sie eine schnelle Reaktion im Falle von Kurzschlüssen oder Überlastungen ermöglichen.

  • Schutzsysteme: Zusätzlich zu den Leistungsschutzschaltern müssen alle Leitungen und Komponenten in der Netzersatzanlage gegen mechanische Beschädigungen und fehlerhafte Verbindungen geschützt sein.

5. Bauweise und Aufstellung

Die VDE 0107 stellt sicher, dass Netzersatzanlagen und Notstromaggregate ordnungsgemäß aufgestellt und vor äußeren Einflüssen geschützt werden:

  • Witterungsbeständige Materialien: Die Bauweise der Netzersatzanlage muss gegen Feuchtigkeit, Korrosion und extreme Temperaturen geschützt sein. Das betrifft sowohl den Außenbereich der Anlage (z. B. bei mobilen Generatoren) als auch den Innenbereich (z. B. bei stationären Aggregaten).

  • Zugang für Wartung: Die Netzersatzanlage muss so installiert werden, dass sie regelmäßig gewartet und überprüft werden kann. Es muss ausreichend Platz vorhanden sein, um die Wartungsarbeiten durchzuführen, ohne die Sicherheit zu gefährden.

  • Belüftung und Kühlung: Wenn das Notstromaggregat während des Betriebs Wärme erzeugt, muss eine ausreichende Luftzirkulation und Kühlung gewährleistet sein, um eine Überhitzung der Anlage zu vermeiden.

6. Wartung und Inspektion

Die VDE 0107 verlangt regelmäßige Inspektionen und Wartungsarbeiten an der Netzersatzanlage, um eine kontinuierliche Betriebsbereitschaft sicherzustellen:

  • Wartungsintervalle: Es müssen festgelegte Wartungsintervalle für alle Komponenten des Systems wie Batterien, Motoren, Kraftstoffsysteme und elektrische Bauteile eingehalten werden.

  • Testlauf: In regelmäßigen Abständen muss ein Testlauf der Netzersatzanlage durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass sie bei einem Stromausfall schnell und zuverlässig startet und die Last übernimmt.

  • Prüfprotokolle: Alle durchgeführten Wartungsmaßnahmen müssen dokumentiert und archiviert werden, um die Funktionsfähigkeit der Anlage nachzuweisen und eine schnelle Problemerkennung zu ermöglichen.

7. Netzqualitätsanforderungen

Netzersatzanlagen müssen sicherstellen, dass sie eine gute Netzqualität bieten, um die angeschlossenen Geräte nicht zu gefährden:

  • Spannungsstabilität: Die Netzersatzanlage muss in der Lage sein, die Spannung innerhalb der zulässigen Toleranzen (in der Regel ±10% der Nennspannung) stabil zu halten.

  • Frequenzregelung: Die Frequenz des Stroms, den die Netzersatzanlage liefert, muss bei 50 Hz liegen, um Geräte, die auf eine stabile Frequenz angewiesen sind (z. B. Motoren oder Computer), nicht zu beschädigen.

8. Batteriesysteme (falls verwendet)

Falls das Notstromsystem auf Batterien angewiesen ist (zum Beispiel bei unterbrechungsfreier Stromversorgung oder in hybriden Systemen), stellt die VDE 0107 zusätzliche Anforderungen an die Batteriesysteme:

  • Batteriemanagement: Das Batteriesystem muss ein geeignetes Batteriemanagementsystem (BMS) enthalten, das die Lade- und Entladezyklen überwacht und eine Überladung oder Überhitzung der Batterien verhindert.

  • Zugang und Wartung der Batterien: Es muss sichergestellt werden, dass die Batterien regelmäßig gewartet und bei Bedarf ausgetauscht werden können. Testen und Überprüfen des Batteriesystems muss regelmäßig erfolgen.

Fazit

Die VDE 0107 stellt sicher, dass Netzersatzanlagen sicher und zuverlässig betrieben werden, indem sie Anforderungen an Fehlerstromschutz, Spannungsstabilität, Überspannungsschutz, Umschaltung, Überlastschutz und Wartung festlegt. Besonders wichtig ist die Zuverlässigkeit der Stromversorgung im Notfall und der Schutz der angeschlossenen Geräte und Benutzer vor Gefährdungen. Sie verlangt, dass alle Sicherheitsmechanismen und Inspektionen gemäß den Anforderungen ausgeführt werden, um im Ernstfall eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu garantieren.

 

Stromerzeugungsaggregate für medizinisch genutzte Bereiche müssen grundsätzlich den Kriterien des Anwendungsbereichs 1 der DIN 6280-13 entsprechen. Neben den Betriebsgrenzwerten ist dadurch auch das Lastübernahmeverhalten beschrieben: Sicherheitsstromquellen sind so zu bemessen, dass sie mindestens 80 % der vorgesehenen Verbraucherleistung innerhalb von 15 Sekunden übernehmen können. Die restlichen 20 % der Verbraucherleistung müssen spätestens nach weiteren 5 Sekunden übernommen werden können. Die Einrichtungen der Sicherheitsstromversorgung müssen innerhalb von 15 Sekunden für die Dauer von mindestens 24 Stunden weiter betrieben werden können, wenn die Spannung eines oder mehrerer Außenleiter am Hauptverteiler des Gebäudes der Allgemeinen Stromversorgung über einen Zeitraum von mehr als 0,5 Sekunden um mehr als 10 % gesunken ist.

Die Sicherheitsstromquellen für den Einsatz in Anlagen nach DIN VDE 0107 müssen zusätzlich folgende Mess- und Überwachungseinrichtung haben:

• Batterieladekreisüberwachung

Die Weiterleitung aller erforderlichen Meldungen muss möglich sein. Die Meldung „Störung der Sicherheitsstromquelle“ muss außerdem an geeigneter Stelle optisch und akustisch auftreten. Die akustische Meldung muss löschbar sein. Die Funktionsfähigkeit von Meldelampen muss prüfbar sein (Lampentest).

Der Wirkleistungsmesser muss sowohl die Leistung bei Versorgung aus dem Netz als auch aus der Sicherheitsstromquelle anzeigen.