Maximale Anlagenverfügbarkeit

Ohne Nebenwirkungen: Redundant aufgebaute Stromversorgungssysteme sorgen für Betriebssicherheit in Maschinen und Anlagen. Auch bei der Produktlinie für Erregersysteme der ABB Schweiz AG. Dort haben sich die Verantwortlichen für die Stromversorgungssysteme entschlossen, die Redundanz mit MB Redundancy Balance von Murrelektronik zu regeln. Das bringt doppelten Nutzen: Eine deutlich geringere Verlustleistung und eine ausgewogene Inanspruchnahme beider Netzgeräte.

Aus einem Guss: MB Redundancy Balance in Verbindung mit dem innovativen Stromüberwachungssystem MICO. Durch ein praktisches Brücksystem können die Komponenten einfach miteinander verbunden werden – Verdrahtungsfehler werden damit ausgeschlossen.

Aus einem Guss: MB Redundancy Balance in Verbindung mit dem innovativen Stromüberwachungssystem MICO. Durch ein praktisches Brücksystem können die Komponenten einfach miteinander verbunden werden – Verdrahtungsfehler werden damit ausgeschlossen.

Anwender:

ABB Schweiz AG:

In der Schweiz beschäftigt ABB rund 7'000 Mitarbeitende. Das Unternehmen konzentriert sich schwergewichtig auf die beiden Kernbereiche Energie- und Automationstechnik und liefert Systeme und Gesamtlösungen für Versorgungs- und Industrieunternehmen. Zudem ist ABB (laut eigenen Angaben) Weltmarktführer für die Aufladung von grossen Diesel- und Gasmotoren mittels Turboladern.

www.abb.ch

Damit der Betrieb von Anlagen oder Maschinen auch im Falle eines Fehlers aufrecht erhalten bleibt, werden Stromversorgungssysteme oft redundant aufgebaut. Vollredundante Systeme, bei denen die kompletten Stromversorgungssysteme bis hin zum Verbraucher doppelt aufgebaut sind, verursachen hohe Kosten. Eine wesentlich günstigere Lösung sind deshalb teilredundante Systeme, bei denen nur Netzgeräte doppelt ausgeführt sind.

Teilredundante Stromversorgungssysteme werden häufig mit zwei gleich dimensionierten Netzgeräten aufgebaut. Jedes von ihnen ist in der Lage, auch einzeln den gesamten Nennstrom der Verbraucher zu liefern. Zwingend erforderlich bei einem solchen Aufbau ist dabei die Entkopplung der beiden Netzgeräte. Andernfalls bestünde die Gefahr, dass ein funktionierendes Netzgerät ein anderes, in dessen Ausgangskreis ein Kurzschluss vorliegt, speist und bei diesem ebenfalls ein Defekt auftritt.

In konventionellen Anlagen werden teilredundante Systeme mit Diodenmodulen aufgebaut, die die Netzgeräte voneinander entkoppeln. Tritt ein Fehler in einem Netzgerät auf, kann das andere Netzgerät unbeeinflusst weiterarbeiten und die Verbraucher weiter mit Energie versorgen. Ein Nachteil der Entkopplung mit Dioden besteht in der hohen Verlustleistung. Die Diodenspannung von 0,7 V sorgt bei einem Laststrom von 20 A für eine Verlustleistung von 14 W. Das schmälert die Effizienz der Anlage, verursacht einen höheren Aufwand für die Kühlung von Schaltschränken und reduziert durch Temperatureinwirkung die Lebenserwartung anderer Komponenten im Schaltschrank. Ein weiteres Manko dieses Aufbaus: Die beiden Netzgeräte werden ungleichmäßig belastet. Weil die Lastströme durch das Diodenmodul nicht geregelt werden, liefert mitunter ein Netzgerät den ganzen Laststrom, während das andere im Leerlauf arbeitet. Die Lebensdauer des thermisch sehr belasteten Gerätes kann sich dadurch markant verkürzen.

Sorgt für eine gleichmäßige Auslastung: MB Redundacy Balance, das durch eine interne Regelung dafür sorgt, dass beide Netzgeräte zu gleichen Teilen zum gefor-derten Ausgangsstrom beitragen.

Sorgt für eine gleichmäßige Auslastung: MB Redundacy Balance, das durch eine interne Regelung dafür sorgt, dass beide Netzgeräte zu gleichen Teilen zum gefor-derten Ausgangsstrom beitragen.

Effizienz und Lebensdauer deutlich erhöht

Das aktive Redundanzmodul MB Redundancy Balance von Murrelektronik trägt diesen Problemen Rechnung. Es arbeitet auf der Basis innovativer MOSFETs-Technologie. Diese führt zu einer deutlichen Reduzierung der Verlustleistung. Diese beträgt bei einer Belastung von 2 x 10 A und einem optimalen Abgleich der beiden Netzgeräte aufeinander nur noch 1,3 W. Das ist verglichen mit den 14 W Verlustleistung beim Einsatz herkömmlicher Diodenmodule eine beträchtliche Einsparung.

Eine interne Regelung sorgt bei MB Redundancy Balance außerdem dafür, dass beide Netzgeräte jeweils die Hälfte des Laststromes liefern. So sind beide Komponenten gleichmäßig ausgelastet. Wird z. B. ein Ausgangsstrom von 10 A benötigt, so steuern beide Netzgeräte jeweils 5 A dazu bei. Das erhöht deren Lebensdauer deutlich und ermöglicht es beispielsweise, Wartungsintervalle von Netzgeräten gezielt zu verlängern. Fällt doch eines der Netzgeräte aus, dann stellt MB Redundancy Balance nicht nur sicher, dass die benötigte Energie für den Weiterbetrieb der Anlage vorübergehend vom noch funktionierenden Netzgerät geliefert wird; die Komponente setzt auch eine Meldung an die Steuerung ab und ermöglicht somit einen gezielten Eingriff zur Fehlerbehebung.

Ein typischer Schaltschrank wie dieser in ABB-Anlagen eingesetzt wird.

Ein typischer Schaltschrank wie dieser in ABB-Anlagen eingesetzt wird.

Das Thermobild macht es deutlich: Weil das herkömmliche Diodenmodul (rechts) den Laststrom der Schaltnetzgeräte (24 V DC, 10 A) nicht regelt, werden diese ungleich belastet. Das linke Netzgerät „glüht“ mit 75 °C, das andere arbeitet im Leerlauf.

Das Thermobild macht es deutlich: Weil das herkömmliche Diodenmodul (rechts) den Laststrom der Schaltnetzgeräte (24 V DC, 10 A) nicht regelt, werden diese ungleich belastet. Das linke Netzgerät „glüht“ mit 75 °C, das andere arbeitet im Leerlauf.

ABB Schweiz setzt auf Redundanzmodul von Murrelektronik

Die ABB Schweiz AG, ein Unternehmen der in rund 100 Ländern tätigen ABB-Gruppe, ist ein führender Hersteller von Energie- und Automationstechnik. Viele Kunden von ABB sind Energieversorgungsunternehmen, die durch die Zusammenarbeit mit ABB ihre Leistung verbessern und zugleich Umweltbelastungen vermindern können. Die Produktlinie für Erregersysteme der ABB Schweiz AG setzt zukünftig auf das Redundanzmodul MB Redundancy Balance von Murrelektronik. Bei allen von der Produktlinie konzipierten Kraftwerken sind die Spannungsversorgungssysteme (24 V DC) redundant aufgebaut. Das trägt z. B. zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei der Erregung von Generatoren in Kraftwerken bei. Diese muss auch gewährleistet sein, weil der Ausfall einer Steuerspannung in einem Kraftwerk dramatische Folgen nach sich ziehen kann. Unter Umständen müsste ein Kraftwerk vom Netz genommen oder gar abgestellt werden. Ausfallkosten in Millionenhöhe wären nicht auszuschließen. MB Redundancy Balance ermöglicht den Erregersystemen von ABB, die redundant aufgebauten Netzgeräte gleichmäßig und konstant zu belasten. Das erhöht die Lebensdauer der Geräte und sorgt für mehr Planbarkeit in der Wartung. Die Tatsache, dass der Eigenverbrauch von MB Redundancy Balance gegenüber herkömmlichen Diodenmodulen deutlich geringer ist, macht sich auf die Dauer in gesunkenen Energiekosten bemerkbar.

Bereits seit vielen Jahren setzt die Produktlinie für Erregersysteme der ABB Schweiz AG auf die intelligente Lastkreiskontrolle MICO von Murrelektronik zur Überwachung ihrer 24-V-DC-Steuerspannung. Diese Module sind optimal auf MB Redundancy Balance abgestimmt. Die Redundanzmodule können z. B. über ein praktisches Brücksystem in ein bestehendes MICO-Stromversorgungskonzept integriert werden, ohne Verdrahtungsaufwand und ohne die Gefahr von Verdrahtungsfehlern – einfacher geht es kaum. MICO ist bei ABB ein wichtiger Bestandteil der Stromversorgungsysteme, da es die Zuverlässigkeit und die Fehlertoleranz der Erregersysteme in den von ABB konzipierten Kraftwerken erhöht hat. „24-V-Erdfehler und Kurzschlüsse haben, seitdem wir MICO einsetzen, nachweislich nicht mehr zu einem Totalausfall des Systems geführt“, sagt Tobias Keller, Vice President Excitation Products and Technology bei der ABB Schweiz AG. Und auch bei der Kostenbetrachtung schneidet MICO gut ab. Keller dazu: „Kurzfristig haben wir durch den Wechsel von herkömmlichen Leitungsschutzautomaten zu MICO einen Produktkostenanstieg verzeichnet. Durch die deutlich niedrigeren ‚Total Operation Costs‘ wurde dieser aber mehr als kompensiert.“ Das zeigt: Eine gesamtheitliche und strategische Betrachtung zahlt sich aus.

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