ABB Zuverlässiger Spannungsschutz für empfindliche Verbraucher

Autor / Redakteur: Mario Sadowski und Sophie Benson-Warner / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Zahlreiche Industrieanlagen arbeiten heute mit hoch entwickelter Technik, die eine robuste, unterbrechungsfreie Stromversorgung erfordert. Power-Quality-Lösungen bieten eine Möglichkeit, auch bei größeren Netzstörungen eine zuverlässige und unterbrechungsfreie Stromversorgung für industrielle Verbraucher sicherzustellen.

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Bild 1: Der aktive Spannungsregler PCS100 AVC dämmt die Spannungsschwankungen ein.
Bild 1: Der aktive Spannungsregler PCS100 AVC dämmt die Spannungsschwankungen ein.
(Bild: ABB)

Angesichts des steigenden Automatisierungsgrads in der Industrie sind die in der DIN EN 50160 definierten Qualitätsmerkmale für Versorgungsspannungen auf Basis einer europäischen Mindestanforderung für moderne Anlagen nicht mehr optimal. Für die Industrie stellt dies ein massives Problem dar, weil das Produktions-equipment immer sensibler und anfälliger gegen Abweichungen und die Unterschreitung dieser Mindestanforderung wird.

Spannungseinbrüche sind häufigste Netzproblematik

In einem elektrischen Netz können verschiedene Spannungsprobleme auftreten. Dazu gehören unter anderem transiente Überspannungen, Spannungseinbrüche, Flicker (periodisch auftretende Spannungsschwankungen), Spannungsunsymmetrien und -oberschwingungen sowie Versorgungsunterbrechungen.

Spannungseinbrüche, auch Sags oder Dips genannt, sind durch Spannungsamplituden von unter 90 % der Nennspannung gekennzeichnet und stellen die am häufigsten auftretende Netzqualitätsproblematik dar. Ein Spannungseinbruch bedeutet eine Reduktion der Effektivspannung und ist mit einer bestimmten Spannungswellenform verbunden. Gekennzeichnet wird er durch seine Dauer und die Restspannung (Bild 2 – siehe Bildergalerie).

Spannungseinbrüche dauern oft nur weniger als 1s

Die Ursache für Spannungseinbrüche sind vor allem atmosphärische Störungen wie Blitze und Gewitter, aber auch Fehler oder Schalthandlungen im Netz können zu kurzzeitigen Spannungseinbrüchen führen. Laut Statistiken des EPRI (Electric Power Research Institute) weisen mehr als 92 % aller Spannungseinbrüche eine Einbruchtiefe von 10 bis 30 % auf und dauern weniger als 1 s. Einbruchtiefe und -dauer hängen wiederum von vielen Faktoren wie den lokalen Netzgegebenheiten (Vermaschung, Impedanzen und Erdung), der Spannungsebene des auftretenden Fehlers, der Distanz des Fehlers, den Lasten sowie von deren Verhalten bei Unterspannung ab.

Zu den möglichen Folgen für Industrieunternehmen gehören Personenschäden, Materialausschuss, lange Wiederanlaufzeiten, Maschinenstörungen oder -defekte, aufwendige Reparaturen oder Wartungen, teure Serviceeinsätze, niedrigere Produktionsqualitäten, Umsatzverluste oder Vertragsstrafen. Vor allem bei den kontinuierlich produzierenden Industrien wie der Halbleiter-, Automobil- oder chemischen Industrie können sich die Kosten pro Ereignis schnell auf mehrere Hunderttausend Euro summieren.

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