Zusätzliche Anforderungen gemäß VDE 0108

DIN VDE 0108: Sicherheitsstromversorgung in baulichen Anlagen für Menschenansammlungen

 
Obwohl die DIN VDE 0108 ein „Auslaufmodell für Neuerrichtungen und Änderungen“ ist, durfte sie unter Ausnutzung der Übergangsfrist noch bis März 2007 angewendet werden. Außerdem gibt es zahlreiche Anlagen, die dieser Norm genügen.
 
Daher werden an dieser Stelle die Anforderungen zusammengefasst, die zu beachten sind, wenn Aggregate für die Sicherheitsstromversorgung von baulichen Anlagen für Menschenansammlungen nach DIN VDE 0108 eingesetzt werden sollen.

Stromerzeugungsaggregate müssen den Kriterien des Anwendungsbereiches 2 der DIN 6280-13 entsprechen. Neben den Betriebsgrenzwerten ist dadurch auch das Lastübernahmeverhalten beschrieben: Die Sicherheitsstromversorgung muss die Versorgung der notwendigen Sicherheitseinrichtungen selbsttätig übernehmen, wenn die Spannung der allgemeinen Stromversorgung um mehr als 15 %, bezogen auf Nennspannung, gesunken und länger als 0,5 s gestört ist. Ergänzend wird gefordert, dass Verbraucher erst dann selbsttätig auf Speisung durch das Ersatzstromaggregat umgeschaltet werden dürfen, wenn dieses seine Nennspannung und außerdem seine Nenndrehzahl bzw. seine Nennfrequenz erreicht hat. Die Umschaltung darf jedoch nicht erfolgen, wenn die Netzspannung wiederkehrt, bevor das Ersatzstromaggregat seine Nennspannung erreicht hat.

Die Sicherheitsstromquellen für den Einsatz in Anlagen nach DIN VDE 0108 müssen zusätzlich folgende Mess- und Überwachungseinrichtungen haben:

• Anlauf gestört
• Motortemperatur zu hoch
• Schmieröldruck zu tief
• Überdrehzahl
• Kraftstoffvorrat unter 3 h

Die VDE 0108 befasst sich mit den Anforderungen an die Sicherheitsstromversorgung von Netzersatzanlagen (NEA), wie Notstromaggregaten. Sie regelt insbesondere die Voraussetzungen für eine zuverlässige Notstromversorgung, um sicherzustellen, dass sicherheitsrelevante Anlagen (z. B. in Krankenhäusern, Rechenzentren, Feuerwehren oder anderen kritischen Einrichtungen) bei einem Stromausfall weiterhin mit Energie versorgt werden. Diese Notstromversorgung muss unter allen Umständen zuverlässig funktionieren, um die Sicherheit von Personen und Geräten zu gewährleisten.

Zusätzliche Anforderungen gemäß VDE 0108 für Notstromaggregate und Sicherheitsstromversorgungen:

1. Zuverlässigkeit der Stromversorgung

Die VDE 0108 stellt sicher, dass eine Notstromversorgung in sicherheitsrelevanten Bereichen jederzeit zuverlässig und schnell anspringt. Hierzu gehören spezifische Anforderungen an die Verfügbarkeit und Funktionsweise der Netzersatzanlagen:

  • Automatische Umschaltung: Im Falle eines Stromausfalls muss die Netzersatzanlage (Notstromaggregat) automatisch in Betrieb gehen, ohne dass es zu einer Unterbrechung der Stromversorgung kommt. Die Umschaltung auf Notstrom muss so schnell erfolgen, dass die kritischen Systeme sofort weiterhin versorgt werden.

  • Umschaltzeit: Diese Umschaltung muss innerhalb von maximal 15 Sekunden erfolgen, um eine kontinuierliche Stromversorgung sicherzustellen.

2. Spannungsqualität und Frequenzregelung

Ein wichtiger Punkt in der VDE 0108 ist, dass die Notstromversorgung nicht nur die Stromversorgung aufrechterhält, sondern auch eine qualitativ hochwertige Stromversorgung liefert. Die Spannung und Frequenz müssen so stabil sein, dass keine Schäden an empfindlichen Geräten entstehen:

  • Spannungsregelung: Das Notstromaggregat muss in der Lage sein, eine stabile Spannung zu liefern, die im zulässigen Bereich bleibt (z. B. 230 V ±10% für Haushaltsgeräte oder 400 V ±10% für industrielle Anwendungen).

  • Frequenzregelung: Die Frequenz des Notstroms muss konstant bei 50 Hz liegen, um störungsfreien Betrieb von Maschinen und Anlagen zu gewährleisten, die auf eine konstante Frequenz angewiesen sind.

3. Fehler- und Überspannungsschutz

Die VDE 0108 verlangt, dass Fehlerströme und Überspannungen, die durch äußere Einflüsse wie Blitzschlag oder Schaltvorgänge im Stromnetz entstehen können, unterschieden und abgefangen werden, um die Notstromversorgung und angeschlossene Geräte zu schützen:

  • Fehlerstromschutzschalter (FI): Die Netzersatzanlage muss mit geeigneten Fehlerstromschutzschaltern ausgestattet sein, die bei Fehlerströmen den Stromkreis sofort unterbrechen, um Stromschläge und Brandgefahren zu verhindern.

  • Überspannungsschutz: Notstromaggregate und Netzersatzanlagen müssen mit Überspannungsschutzgeräten (SPD) ausgestattet sein, um die Sicherheit der angeschlossenen elektrischen Geräte und Anlagen bei Spannungsspitzen zu gewährleisten.

4. Trennung und Isolation

Eine der wichtigsten Sicherheitsvorkehrungen ist die Trennung der Notstromversorgung vom normalen Netz:

  • Trennvorrichtungen: Es müssen Trennschalter eingebaut werden, die eine physische Trennung zwischen der normalen Stromversorgung und der Notstromversorgung ermöglichen. Diese Trennvorrichtungen verhindern, dass bei einer Umschaltung auf Notstrom die beiden Stromquellen gleichzeitig miteinander verbunden sind, was zu Kurzschlüssen oder Beschädigungen führen könnte.

  • Automatische und manuelle Umschaltung: Bei Bedarf müssen sowohl automatische als auch manuelle Umschaltungen zur Verfügung stehen. Diese müssen sicherstellen, dass bei einem Fehler im System keine gefährlichen Situationen entstehen.

5. Bauweise und Installation der Netzersatzanlage

Die VDE 0108 legt klare Anforderungen an die Bauweise und den Standort der Notstromaggregate und Netzersatzanlagen fest:

  • Witterungsschutz: Das Notstromaggregat muss gegen äußere Witterungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Staub und Temperaturunterschiede geschützt sein, um seine Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Besonders bei mobilen Notstromaggregaten muss darauf geachtet werden, dass diese in einem geeigneten Geäuse oder Schutzrahmen eingebaut sind.

  • Belüftung und Kühlung: Das Notstromaggregat muss ausreichend belüftet werden, damit es auch bei längerem Betrieb nicht überhitzt. Bei stationären Anlagen muss Luftzirkulation und eine mögliche Kühlung des Motors und der elektrischen Komponenten vorgesehen sein.

  • Platz für Wartung: Der Standort des Aggregats muss ausreichend Platz bieten, um Wartungsarbeiten sicher und effizient durchführen zu können. Wartungszugänge müssen einfach und sicher erreichbar sein.

6. Wartung und Testung

Die VDE 0108 fordert regelmäßige Wartungsmaßnahmen und Prüfungen der Netzersatzanlagen:

  • Regelmäßige Prüfungen und Tests: Es müssen regelmäßige Testläufe durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Notstromaggregate im Falle eines Stromausfalls sofort starten und funktionsfähig sind. Dabei sollte das Aggregat unter Last getestet werden, um die tatsächliche Betriebsfähigkeit zu überprüfen.

  • Wartungsintervalle und -protokolle: Alle Wartungsmaßnahmen müssen dokumentiert werden, und es müssen festgelegte Wartungsintervalle für alle wichtigen Komponenten wie Batterien, Motoren, Kraftstoffversorgung und elektrische Systeme eingehalten werden. Dies hilft, Ausfälle zu vermeiden und die Zuverlässigkeit der Notstromversorgung zu gewährleisten.

7. Batteriesysteme (falls verwendet)

Falls das Notstromaggregat ein Batteriesystem zur Unterstützung verwendet (z. B. bei unterbrechungsfreier Stromversorgung oder in Kombination mit einem Dieselgenerator):

  • Batteriemanagementsystem (BMS): Ein BMS muss installiert sein, das die Batterien überwacht, Lade- und Entladezyklen steuert und vor Überladung oder Überhitzung schützt.

  • Zugänglichkeit und Austausch der Batterien: Die Batterien müssen zugänglich sein, um sie regelmäßig zu testen und auszutauschen, um eine lange Lebensdauer der Notstromversorgung zu gewährleisten.

8. Integration in die Gesamtanlage

Die VDE 0108 fordert, dass die Netzersatzanlage in eine bestehende Elektrische Infrastruktur integriert wird und diese mit der gesamten Sicherheitsstromversorgung koordiniert:

  • Netz- und Notstromversorgung: Es muss eine zuverlässige Koordination zwischen der Netzversorgung und der Notstromversorgung bestehen, sodass beim Umschalten keine Störungen auftreten und die Stromqualität konstant bleibt.

  • Kritische Lasten priorisieren: Die Notstromversorgung muss priorisiert eingesetzt werden, sodass kritische Lasten (z. B. medizinische Geräte in einem Krankenhaus) im Falle eines Ausfalls immer mit Strom versorgt werden.

Fazit:

Die VDE 0108 stellt sicher, dass Notstromaggregate und Netzersatzanlagen in sicherheitskritischen Anwendungen wie Krankenhäusern und Rechenzentren unter allen Umständen zuverlässig und sicher arbeiten. Die Anforderungen beinhalten schnelle Umschaltung, Spannungs- und Frequenzstabilität, Fehler- und Überspannungsschutz, eine geeignete Bauweise und Installation, sowie regelmäßige Wartung und Testung der Notstromsysteme. Diese Anforderungen gewährleisten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die für die Sicherheit von Personen und Geräten in kritischen Situationen unerlässlich ist.