SPANNUNGSOPTIMIERUNG FÜR INDUSTRIE, HANDEL, GEWERBE UND ORTSNETZE

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1 SPANNUNGSOPTIMIERUNG FÜR INDUSTRIE, HANDEL, GEWERBE UND ORTSNETZE

2 Durch den Einsatz einer Spannungsregelanlage im Niederspannungsnetz wird Unabhängigkeit von Netzschwankungen erreicht. Zusätzlich werden die Verbraucher elektrisch und energetisch optimal versorgt. Kontrollierte und stabilistere Netzspannung führt zu höherer Betriebssicherheit. Spannungsregelanlagen kontrollieren und stabilisieren die zugeführte Netzspannung und sorgen dafür, dass sie im Rahmen der EN konstant auf einem für das Unternehmen betriebswirtschaftlichen und elektronisch optimalen Niveau gehalten wird. 2

3 INHALT LÖSUNGEN ZUR SPANNUNGSSTABILISIERUNG 4 SPANNUNGSKONSTANTHALTER 6 SPANNUNGSSCHWANKUNGEN UND SPANNUNGSEINBRÜCHE AUSGLEICHEN 8 VERSORGUNGSSICHERHEIT FÜR ORTSNETZE 10 DURCH SPANNUNGSOPTIMIERUNG ENERGIEKOSTEN SENKEN 12 ÜBER UNS 14 3

4 Lösungen zur Spannungsstabilisierung Die optimale Spannung Spannungsschwankungen und Spannungseinbrüche sind ein wachsendes Problem. Es kommt weltweit immer häufiger zu extremen Wettereignissen. Zusätzlich destabilisieren regenerative Energiequellen die Stromnetze. Unternehmen und Energieversorger haben deshalb einen dringenden Handlungsbedarf, um ihre Anlagen und Netze zu schützen. 4

5 Lösungen zur Spannungsstabilisierung Da die eingesetzten Steuer-, Regel- und Prozesseinheiten oft nur eng tolerierte Spannungsabweichungen zulassen, sind Maßnahmen erforderlich, um die Netzspannung innerhalb festgelegter Grenzen zu halten. Häufig sind die Spannungsschwankungen des Netzes so groß, dass auch die Leistungseinheiten nicht mehr einwandfrei arbeiten und abschalten. Zum sicheren Betrieb müssen Spannungskonstanthalter für die Stabilisierung der Netzspannung eingesetzt werden. Ruhstrat hat sich seit vielen Jahrzehnten auf diese Märkte spezialisiert und ist heute ein marktführendes Unternehmen im Bereich der Spannungsoptimierung. Wir bieten verschiedenste Produkte der Spannungsstabilisierung bis kva Leistung und Korrekturzeiten bis zu Millisekunden. >> LÖSUNGEN Ausregelung von großen und zeitlich längerfristig anhaltenden Netzspannungsschwankungen Automatische Spannungskonstanthalter Betriebssicherheit für Unternehmen, Ausgleich von Spannungsschwankungen und Spannungseinbrüchen OLIVER Online Voltage Regulation Versorgungssicherheit für Ortsnetze, Netzstabilisierung bei Spannungsschwankungen NESSY Netzspannungsstabilisierungssystem Energiekosten durch Spannungsoptimierung senken DeltaVolt >> VORTEILE Höhere Betriebssicherheit durch kontrollierte Netzspannung Unabhängigkeit von Spannungsschwankungen im Netz Reduzierung von kurzzeitigen Spannungseinbrüchen Energiekostensenkung durch stabilisierte Netzspannung Erhöhung der Lebensdauer von Maschinen und Produktionsanlagen Elektrisch und energetisch optimale Spannungsversorgung aller Verbraucher 5

6 Spannungskonstanthalter Stabilisierung von Spannungsschwankungen Transformatorische Spannungskonstanthalter werden zur Ausregelung von großen und zeitlich längerfristig anhaltenden Netzspannungsschwankungen eingesetzt. Die Netzform spielt hierbei keine Rolle. Für Einsätze mit Regelgenauigkeiten um 1 bis 2 % stellen die Anlagen eine preiswerte Lösung dar. Durch die einfache und robuste Technik arbeiten die Geräte auch unter erschwerten Belastungs- und Umgebungsbedingungen zuverlässig. 6

7 Spannungskonstanthalter Spannungskonstanthalter Preiswerte und robuste Technik für raue Umgebungen Transformatorische Spannungskonstanthalter bestehen aus einem Stelltransformator mit Mittelanzapfung und Motorantrieb, einem Serien-Zusatztransformator und einem elektronischen Regler. Bei 3-phasigen Systemen ohne Nulleiter wird ein Sternpunktbildner eingebaut, welcher eine Schieflast bis 30 % zulässt. Sind die Spannungsschwankungen bei Drehstrom-Systemen in den einzelnen Phasen unterschiedlich oder sind die Belastungen auf die drei Phasen stark unterschiedlich verteilt, so ist es zu empfehlen, die Ausregelung der Phasen mit getrennten Stelltransformatoren pro Phase vorzunehmen. Bei annähernd gleichen Abweichungen kann ein Drehstromstelltrafo mit nur einem Antrieb verwendet werden. >> FACTS transformatorische Spannungskonstanthalter Ein- und dreiphasige Ausführungen Leistung bis kva Ausregelzeit 1,5 2,5, sek. Schutzart bis IP54 phasengetrennte Ausregelung bei Bedarf Optional in erdbebensicherer Ausführung magnetische Spannungskonstanthalter Einphasige Ausführungen Leistung bis 10 kva Ausregelzeit msschutzart bis IP65 >> VORTEILE Die Spannungsstabilisierung erfolgt ohne Phasenverschiebung Die Spannungsstabilisierung ist unabhängig von der Belastung Die Ausgangsspannung ist entsprechend der Eingangsspannung sinusförmig Eine Kurvenformänderung erfolgt weder zum Netz noch zum Verbraucher Eine Funkentstörung und Transienten-Dämpfung kann je nach Anforderung erfolgen 7

8 Spannungsschwankungen und Spannungseinbrüche ausgleichen OLIVER reduziert Spannungseinbrüche Auch in modernen Energieversorgungsnetzen sind Spannungseinbrüche nicht zu vermeiden. Spannungsschwankungen nehmen sogar zu und werden als Risiko für industrielle Produktionsprozesse häufig unterschätzt. Bereits Störungen von 20 ms Dauer können zu erheblichen Produktionsproblemen führen. 8

9 Spannungsschwankungen und Spannungseinbrüche ausgleichen OLIVER kompensiert Über- und Unterspannungen bis 40 % Spannungseinbrüche drohen die Stromversorgung der Anlage und damit die Produktion lahmzulegen, was zu Produktionsstillstand und hohen Kosten führen kann. Eine Lösung greift schützend ein: das Online Voltage Regulation System, kurz: OLIVER. OLIVER ist ein dreiphasiger aktiver Netzspannungsregler zur hochdynamischen Korrektur von symmetrischen und unsymmetrischen Spannungseinbrüchen und/oder Phasenunsymmetrien in der elektrischen Energieversorgung. OLIVER kompensiert zuverlässig Über- und Unterspannungen bis 40 Prozent. OLIVER stabilisiert das Netz extrem schnell und lässt sich einfach in das jeweilige industrielle Umfeld integrieren. >> FACTS Leistung 150/300/450/600/750/900 kva alle weltweiten Netzspannungen Netzfrequenz 50/60 Hz 1-phasige Einbrüche: 55 % UN 100 % (30 s) 3-phasige Einbrüche: 70 % UN 100 % (30 s) 50 % UN 80 % (10 s) Reaktionszeit: 140 μs / Ausregelzeit: < 10 ms Regelgenauigkeit der Ausgangsspannung: ± 0,2 % typisch, max. ± 1 % >> VORTEILE Hohe Versorgungs- und Produktionssicherheit sowie Erhöhung der Störfestigkeit aller angeschlossenen Verbraucher Schutz vor Spannungseinbrüchen ± 40 % (dreiphasig) und/oder ± 55 % (einphasig) Ausgleich dauerhafter Spannungsschwankungen von ± 10 % bei 300 / 600 / 900 kw Ausgleich dauerhafter Spannungsschwankungen von ± 40 % bei 200 / 400 / 600 kw Schutz vor Überspannung Netzkurzschlussleistung bleibt erhalten Regelgenauigkeit bei Spannungseinbruch: ± 3% URSACHEN FÜR SPANNUNGSEINBRÜCHE IM VERSORGUNGSNETZ Kurzschluss im Verteilernetz Blitzeinschlag Hohe Lasten und starke Lastwechsel Schaltvorgänge des EVU Kraftwerk Zu- bzw. Abschaltung Instabile Energieerzeuger (Wind-/Solarparks) Vögel und Vogelkot DIREKTE AUSWIRKUNGEN Leistungsschalter des EVU löst aus (typische Reaktionszeit ms) Lokale Ereignisse breiten sich im weit vermaschten Versorgungsnetz aus Schütze & Relais fallen ab Sensoren detektieren falsche Werte Frequenzumrichter steigen aus KONSEQUENZEN Produktionsprozesse kommen zum Stehen Produktions-Gütekriterien werden verletzt Wirtschaftliche Schäden entstehen 9

10 Versorgungssicherheit für Ortsnetze Intelligente Technologien zur Spannungsstabilisierung Laut Verteilnetzstudie von 2014 wird sich die installierte Windkraft- und Photovoltaikleistung bis zum Jahr 2032 verdoppeln oder sogar verdreifachen. Durch die volatile EE-Einspeisung werden in den nächsten fünf Jahren weit mehr als 25 % der ländlichen Netze Probleme mit Spannungsbandverletzungen haben. NESSY NESSY NESSY NESSY 10

11 Versorgungssicherheit für Ortsnetze NESSY hält die Netzspannung dauerhaft innerhalb des Toleranzbands von ±10 % In Niederspannungsnetzen darf das Spannungsband maximal ± 10 % gegenüber der Nennspannung abweichen (EN 50160). Gleichzeitig dürfen dezentrale Energieerzeuger (EE) während des Einspeisevorgangs die Spannung lediglich um 3 % anheben (BDEW). Die Einhaltung beider Normen und Vorschriften führt zu großen Problemen bei Einhaltung des Spannungsbandes im Verteilnetz, denn durch die weiter steigenden Anteile erneuerbarer Energien nehmen die Spannungsschwankungen deutlich zu. Durch den Einsatz des elektronischen Netzspannungsstabilisierungssystem (NESSY) für existierende Ortsnetztransformatoren wird die Netzspannung dauerhaft innerhalb des Toleranzbands von ±10 % gehalten. NESSY ist auch als Strangregler / Spannungslängsregler verwendbar und regelt Asymmetrien aus. Diese Stärken werden vor allem in ländlichen und vorstädtischen Netzen benötigt, wo große Einspeiser einzelne Netzstränge belasten. Hier ist die gezielte Regelung des betroffenen Strangs effektiver und kostengünstiger. >> FACTS Leistung: 50 bis 630 kva Regelbereich:* ± 6 % bis ± 15 % der Nennspannung Stufenweite: * 1,5 % / 2 % / 2,5 % Stufenanzahl pro Phase: 4, 5, 6 Regelgeschwindigkeit: 150 ms pro Stufe >> VORTEILE Spannungsschwankungen in lokalen Ortsnetzen werden ausgeregelt -> Einhaltung der Netzspannung im Toleranzband ± 10 % gemäß EN Stabilisierung der Netzspannung ± 1,5 % Erhöhung der Aufnahmefähigkeit in Verteilnetzen Verringerung von Netzausbaumaßnahmen Wirkungsgrad: > 99 % Regelung phasenunabhangig Toleranz des Spannungsbandes parametrierbar 4 Quadranten Betrieb möglich, d. h. sobald sich der Leistungsfluss umkehrt,kann die Spannung im sekundarseitig angeschlossenen Netzabschnitt nach unten geregelt werden * weitere Regelbereiche und Stufen auf Anfrage (z. B. 6 2,0 %-Stufen, daraus ergäbe sich ein Regelbereich von ± 12 %) 11

12 Durch Spannungsoptimierung Energiekosten senken Stromkosten senken durch Spannungsoptimierung Im Zuge der Energiewende steigen die Preise für elektrische Energie unaufhörlich. Nicht zuletzt auch durch Förderungsansprüche für erneuerbare Energien. Gleichzeitig führt die tendenziell steigende Anzahl der Einspeisepunkte zusätzlich zu einer Anhebung der Spannungswerte Niederspannungsnetzen, verbunden mit einer Vergrößerung des Schwankungsbands 12

13 Durch Spannungsoptimierung Energiekosten senken DeltaVolt reduziert den Stromverbrauch um bis zu 10 % DeltaVolt Anlagen kontrollieren und stabilisieren die zugeführte Netzspannung und sorgen dafür, dass sie im Rahmen der EN konstant auf einem für das Unternehmen betriebswirtschaftlichen und elektrotechnisch optimalen Niveau gehalten wird. Dies führt vor allem bei spannungsabhängigen Verbrauchergruppen zu einer deutlich geminderten Leistungsaufnahme und damit zu geringerem Stromverbrauch und somit zu einer erkennbaren Senkung der Energiekosten. Des Weiteren führt eine stabilisierte Betriebsspannung zu einer Verlängerung der Lebensdauer aller elektrischen Verbraucher. Spannungsabhängige Verbraucher, wie sie im produzierenden Gewerbe, dem Groß- und Einzelhandel, der Gastronomie und Hotellerie, der öffentlichen Verwaltung, Flughäfen und Bahnhöfen, Hallenbädern, Kongresszentren sowie Unternehmen der Logistikbranche im Einsatz sind, lassen sich mit geregelter Spannung in Ihrem Wirkungsgrad verbessern. Beispiele spannungsabhängiger Verbraucher: Leuchtmittel mit Glühwendel Leuchtstofflampen mit konventionellen und verlustarmen Vorschaltgeräten Entladungslampen Antriebe im Unterlastbereich (gleichmäßiger Betrieb, geringes Drehmoment) Einsatzgebiete: Be-und Entlüftungsanlagen Förderanlagen Beleuchtungsanlagen in Industrie und Handel Büro- und Verwaltungseinrichtungen Straßen- und Tunnelbeleuchtung Kühlhäuser und Kühlanlagen >> FACTS Leistung bis kva Kontinuierlich stufenlose stabilisierte Versorgungsspannung Zielspannung +/ 1 % genau stabilisiert phasengetrennte Ausregelung bei Bedarf >> VORTEILE Betriebswirtschaftliche Optimierung der Energiekosten Energieeffizient mit einer Maßnahme Stromkosten senken mit Garantie Erhöhung der Lebensdauer von Maschinen und Geräten bis 20 % geringerer Stromverbrauch bei Beleuchtungsanlagen bis 10 % geringerer Stromverbrauch inklusive allgemeiner Verbraucher 13

14 Über uns Providing Solutions is our Strength Ruhstrat ist eine Produktmarke der Eisenmann Thermal Solutions, einem führenden Unternehmen in der Elektrotechnik und im Anlagenbau. Unsere Produkte sind weltweit in Industrie und Forschung im Einsatz. Aus der damaligen Ruhstrat GmbH & Co. KG wurde im Jahr 2015 die Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG. Sie ist eine Tochter der Eisenmann SE, einem international führenden Anlagenlieferanten mit Sitz in Böblingen. Unter der Marke Ruhstrat werden weiterhin bei Eisenmann Thermal Solutions Anlagen und Dienstleistungen in den Bereichen elektrische Prüftechnik, Spannungsoptimierung, Transformatoren und Leistungswiderstände entwickelt und produziert. Bereits seit 1993 ist unser Qualitätsmanagement nach der DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Für unsere Kunden gewährleistet diese Zertifizierung, nur hochwertige Produkte nach objektiv bestätigten Qualitätsstandards zu erhalten. >> PRODUKTE Unsere Produkte sind Lösungen für die elektrische Prüftechnik und Spannungsstabilisierung sowie Transformatoren und Drosseln mit Leistungen bis 20 MVA, Spannungen bis 36 kv und Nenn-Ströme bis 30 KA: Elektrische Prüftechnik Spannungsoptimierung Niederspannungs- und Mittelspannungstransformatoren Stelltransformatoren Ringkerntransformatoren Drosseln Last- und Prüfwiderstände 14

15 Über uns >> FACTS Mehr als 125 Jahre Erfahrung Zertifiziert nach ISO 9001 seit 1993 Zertifiziert nach KTA 1401 Kompetente Projektberatung und Projektrealisierung für kundenspezifische Lösungen weltweit Alles aus einer Hand Anlagenperipherie aus Eigenentwicklung und Eigenfertigung Eigene Forschung und Entwicklung sowie enger Austausch mit Instituten und Universitäten Eigene Fertigung und hohe Fertigungstiefe dadurch flexibel und dynamisch bei Änderungswünschen Eigene elektrische und mechanische Konstruktion Eigene Programmierung Ökonomische, umweltschonende Konstruktion Energieeffizientes und platzsparendes Design Fachgerechte Ausführung und Herstellung aller Einrichtungen nach internationalen Standards Fachgerechte Montage und Inbetriebnahme weltweit Theoretische und praktische Schulungen des Kundenpersonals Umfangreiche After-Sales-Betreuung auch für Fremdprodukte Service + Instandhaltung Ersatzteile Anlagenoptimierung Reparaturen Umbauten/Anpassungen Wartungsverträge 15

16 Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG Leinetal / Auf der Mauer 1, Bovenden, Deutschland Tel.: , Fax: , info@ruhstrat.com Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG I Alle Rechte vorbehalten. Sämtliche Texte, Bilder und Grafiken unterliegen dem Urheberrecht und anderen Gesetzen zum Schutz des geistigen Eigentums. Eine Nutzung der Inhalte ist erst nach Zustimmung durch die Eisenmann Thermal Solutions GmbH & Co. KG gestattet. Sämtliche Angaben, Beschreibungen und Illustrationen stehen unter dem Vorbehalt technischer Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Weiterentwicklung unserer Produkte nach dem jeweiligen Stand der Technik. Eine besondere Ankündigung bei Änderungen von Angaben, Beschreibungen und Illustrationen erfolgt nicht. Einzelne Fehler bleiben vorbehalten. Technische Eigenschaften können von Land zu Land abweichen. ELT-B-001-de-0117