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Modul 10CHochverfügbare Energieversorgung dank AC500 Steuerung
Ralph Schmidhauser, Low Voltage Power / ABB Automation Day, 27.03.2012
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 2
Übersicht
Agenda
Notstromsteuerung
SPS Produkt
Projektbeispiel
Datacenter
Spital Arealversorgung
Netzersatzanlagen werden eingesetzt, wenn fragile Verbraucher vor kurzen oder längeren Unterbrüchen in der Energie-Versorgung geschützt werden sollen.
ABB ist seit mehr als 30 Jahren im Bereich von Netzersatz-Anlagen tätig
GeschäftsfeldNetzersatzanlagen
3/23/2012 | Slide 3© ABB Group
Der TANOMAT ist eine Kombination aus SPS und Bedieneinheit
Wie bei der Energieversorgung zählt auch hier:
hohe Versorgungs- und funktionelle Sicherheit
hohe Verfügbarkeit
eine enorme Flexibilität im Thema Erweiterung (CPU, Schnittstellen, IO‘s,…)
NotstromsteuerungControl Einheit/Wieso eine SPS?
3/23/2012 | Slide 4© ABB Group
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 5
Produkt, AC 500Vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten
SW-p r ogram
DOS-p r ogram
Safety PLC,Safety Fieldbus
Windows,CoDeSys
Ha r d-wi r ed
Centralized
Distributed
Scalable
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
S i g m a t r o ni c b
S igma t r oni c e
A x u me r i k e , m
P r o c o nt i c s
P r o c o n t i c m c
P r o c o nt i c e
P r o c o nt i c b
P r o c o nt i c T 3 0 0
P r o c o n t i c K 2 0 0
A B B P r o c o n t ic T 2 0 0
A B B P r o c o n t i c C S 3 1
A d v an t C o n t r o l le r 3 1 ( A C 3 1 )
A C 5 0 0
A C 5 0 0 - e C o
Projektbeispiel
Das beste Konzept einer Energieversorgung nützt nichts, wenn die Qualität der Komponenten, welche für die Steuerung eingesetzt werden, vernachlässigt wird.
Das Konzept und die Versorgung soll, wie die Bedürfnisse des Kunden, wachsen können
Skalierbarkeit
Dauerhafte Verfügbarkeit und Sicherheit
Standardisierte Lösungen auch im Servicefall
singlepoint of failure berücksichtigt
Datacenter, Anforderungen
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 6
Projektbeispiel, DatacenterWas am Anfang mit einer Handskizze beginnt…
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 7
Projektbeispiel
Komplette Notstromversorgung für Datacenter in 4 Feeds aufgeteilt
Technische Details Notstromanlage:
Notstromdiesel 3 x 2’000kVA + 1 x 1’600kVA
Technische Details NLS:
Steuerungsverbund von 17 Steuerungen
Kommunikation über LWL-Ring (Multimode)
Visualisierung der Stromversorgung und Dieselaggregate
Lastmanagement durch Ansteuern der Schalter in den HV
Anbindung an das Messkonzept (UMG-Geräte)
Eckdaten Datacenter
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 8
Projektbeispiel, DatacenterVersorgung Schritt für Schritt erweitern…
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 9
Projektbeispiel, DatacenterNetzwerk Schritt für Schritt erweitern…
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 10
Projektbeispiel
• Eckdaten / Technische Infrastruktur Energieversorgung
Rund 30 Baukörper
Hierarchische aber gut vermischte Netzstruktur auf Ebenen Mittel- und Niederspannung
2 Netzeinspeisungen des regionalen EVU ab 2 getrennten Unterwerken
6 eigene Trafostationen, 6 Niederspannungs-Hauptverteilungen, 18 Sub-Hauptverteilungen und eine grosse Anzahl von Unterverteilungen
Arealversorgung KSA
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 11
Projektbeispiel, KSA
• Situation vor Projektumsetzung
Notstromdiesel – installierte Leistung 3.2MVA
Zonen mit deutlicher Leistungsreserve vs. Zonen mit enormer Leistungsknappheit
Netzrückschaltung fast in allen Versorgungszonen nur mit erneutem Netzunterbruch
Anstoss zu konzeptionellen Überlegungen aufgrund anstehendem Ersatz der Steuerungen
Ausgangslage
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 13
Projektbeispiel, KSA
• Leitideen / Anforderungen / Knacknüsse
Vollständiger Lastausgleich zwischen den Versorgungszonen
Rücksynchronisation ohne Unterbruch
System skaliert; die Areal-Masterplanung wird durch das Ersatznetzkonzept weder eingeschränkt noch behindert
Kein «Ingenieurtram» sondern einfachst mögliche Lösung
Erneuerung in Etappen
Tests während der Umsetzung, soweit wie möglich ohne Netzunterbrüche für die Endverbraucher
Konzeption
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 14
Projektbeispiel, KSA
Innovation der Lösung
Regelverhalten über eine Führungsmaschine (Frequenz- und Spannungsregelung) und die anderen Generatoren «fahren» einfach dem Ersatznetz nach
LWL Doppelring und Industrieswitches
Keine zentrale Steuerung Vollständige Steuerungsdezentralisierung mit partiellem
Failover bei wichtigen Funktionen
Vermeiden von Abhängigkeiten Autonomer Steuerungsablauf in den Versorgungszonen
auch bei Ausfall beider LWL Ringe (in beide Richtungen)
Konzeption
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 15
Projektbeispiel, Spital ArealversorgungZustand vor der Erweiterung
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 16
Projektbeispiel, Spital ArealversorgungZustand nach der Erweiterung
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 17
• Durchschnittliche Zeit nach Netzausfall bis die erste Maschine wieder am Netz ist: 5 bis 10 Sekunden
• Lastverbund im Notstrombetrieb und Vollversorgung: etwa 30 Sekunden
• Autonomie bei Volllast solange Brennstoff vorhanden
• Testlauf mit „echtem“ Netzunterbruch: einmal pro Jahr mit 3 Netzunterbrüchen
Projektbeispiel, KSAKennzahlen / Bilanz
© ABB Group March 23, 2012 | Slide 18
Ansprechpartner
3/23/2012 | Slide 19© ABB Group
Leiter Bereich Notstrom
ABB Schweiz AGLow Voltage Power / ATL-OCH-8050 Zürich
Direkt +41 58 588 26 97Fax +41 58 588 25 05Mobil +41 79 827 14 29E-Mail: [email protected]
Ralph Schmidhauser