Strom in Windkraftanlagen sicher und effizient übertragen

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1 Totally Integrated Power SIVACON 8PS Strom in Windkraftanlagen sicher und effizient übertragen Schienenverteiler-System LDM siemens.de/ldm-system

2 Inhalt Totally Integrated Power 2 Schienenverteiler-Systeme SIVACON 8PS System LDM 3 Die bessere Lösung: das System LDM 4 Leistungsstark und wirtschaftlich: das System LDM 6 Optimale Unterstützung durch Siemens 10 Totally Integrated Power (TIP) Eine zuverlässige, hochverfügbare und flexible Stromversorgung für Industrieanlagen sowie für Gebäude und Einrichtungen bildet die Grundlage sowohl für industrielle Prozesse als auch für Infrastrukturlösungen. Die Lösung von Siemens ist Totally Integrated Power (TIP), unser umfassendes Stromversorgungsportfolio mit Software- und Hardwareprodukten, Komplettsystemen für die Stromversorgung über alle Spannungsebenen sowie Energiemanagement-Lösungen. TIP ist eng mit den Industrie- und Gebäudeautomatisierungssystemen verbunden und ermöglicht die Integration in die IT-Systeme des Unternehmens. Das Schienenverteiler-System LDM aus dem Produktspektrum der SIVACON 8PS Schienenverteiler ist Bestandteil von Totally Integrated Power. Das System überträgt Ströme bis zu A sicher, zuverlässig und effizient im Turm einer Windkraftanlage. Damit ist es möglich, das gesamte Optimierungspotenzial einer integrierten Lösung voll auszuschöpfen. TIP erfüllt selbst die höchsten Anforderungen versorgungskritischer Anlagen. Eine umfassende Unterstützung über den gesamten Lebenszyklus von der Planung bis zur Wartung rundet unser Angebot ab. 2

3 Schienenverteiler-Systeme SIVACON 8PS System LDM Das neue, effiziente Schienenverteiler-System für Windkraftanlagen Die Windenergie wird im Bereich der nachhaltigen Stromerzeugung immer wichtiger. Gleichzeitig sehen sich die Hersteller von Windkraftanlagen einem permanent wachsenden Kostendruck ausgesetzt: Ihre Anlagen müssen den erzeugten Strom sicher, zuverlässig und wirtschaftlich übertragen. Siemens hat mit dem bewährten Schienenverteiler-System LD bereits seit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrungen in der sicheren und zuverlässigen Energieübertragung zwischen Gondel und Turmfuß zahlloser Windkraftanlagen sammeln können. Kundenspezifische Lösung Das speziell für die Erfordernisse der Windkraftanlagen entwickelte LDM-System baut auf diesen Erfahrungen auf und ergänzt sie durch einen besonderen, modularen Aufbau. Dieser erlaubt, den Windkraftanlagenherstellern für jede Aufgabe eine kundenspezifische Lösung anzubieten. Effiziente Lösung Das Schienenverteiler-System LDM entspricht der aktuellen Norm IEC /-6 und ist damit besonders zuverlässig und sicher. Bauartgeprüft bietet es im Vergleich zu Kabeln definierte elektrische und mechanische Eigenschaften, ist halogenfrei und überzeugt durch eine niedrige Brandlast. Seine kompakte Bauform, die verlustarme Verbindungstechnik, vorinstallierte Stromschienenelemente, der optimierte Materialeinsatz und die Wiederverwertbarkeit machen Planung, Installation, Inbetriebnahme und Rückbau besonders wirtschaftlich. Ihre Vorteile im Überblick Wirtschaftliches Verständnis Modulares System für individuelle Kundenanforderungen Effiziente Installation Kompakte, wartungsfreie Schienenverteiler Verbesserter, skalierbarer Wirkungsgrad Halogenfrei, recyclingfähig Anlagen- und Betriebssicherheit Bauartgeprüfte Schaltgerätekombination gemäß IEC /-6 Geringe Brandlast Zuverlässigkeit Entwickelt auf Basis des bewährten LD-Systems Vordefinierte Impedanzen und vorgegebene technische Eigenschaften Alles aus einer Hand Kompetente Ansprechpartner von Beratung und Planung bis zur Inbetriebsetzung 3

4 Schnelle und zuverlässige Installation Die bessere Lösung: das System LDM Überzeugendes System Wirtschaftliche und sichere Investition Schnelle und zuverlässige Installation Hohe Betriebssicherheit Hohe Verfügbarkeit Ein Leistungsvergleich zwischen dem Schienenverteiler- System LDM und einer kabelbasierten Lösung zeigt auf einen Blick die zahlreichen Vorteile. Ganz gleich, ob als Investor oder Windparkbetreiber, als Windkraftanlagen- oder Turmbauer: Das System LDM bietet Ihnen ohne Mehrkosten bauartbedingt deutliche Vorteile, wie eine höhere Sicherheit bei Installation und Betrieb sowie gesicherte technische Eigenschaften. Fertig installiert in einem Bruchteil der Zeit Schienenverteiler LDM kommen vorkonfektioniert auf Ihre Baustelle einfach zusammenstecken, mit Bolzen sichern, fertig. Anders als bei Kabeln brauchen Sie hier nichts ablängen, abisolieren und aufwändig verschrauben. Und: Die Stromschiene benötigt nur alle 3,20 m eine Halterung an der Turmwand; die Abstände bei Kabelsystemen müssen berechnet werden und liegen teilweise bei unter 50 cm. Eine vergleichbare Installation braucht so mit dem System LDM wesentlich weniger Zeit. Signifikante Zeitersparnis * Installation eines Rotorund eines Statorstrangs in einen 4-Segment-Stahlturm (100 m) ** Kabelinstallationszeiten sind stark abhängig von Art und Anzahl der verwendeten Kabel sowie der Montageart Installation ~10h* LDM Kabel** 4 Signifikante Zeitersparnis bei der Installation

5 Höhere Betriebssicherheit Bauartbedingt bietet das System LDM gegenüber Kabelinstallationen viele Vorteile. Das beginnt mit dem Nachweis der Normenkonformität durch eine Bauartprüfung, die so für die Kabelinstallation im Turm nicht erfolgt. Es setzt sich nahtlos fort in Fragen der Brandlast, wobei die komplette Isolation der Kabel im Fehlerfall abbrennen kann, während im System LDM nur wenige Kunststoffteile, beispielsweise an den Klemmen, enthalten sind. Zudem wird die Kurzschlussfestigkeit von LDM durch Bauartprüfung nachgewiesen bei Kabelinstallationen muss der Anlagenentwickler die maximale Stromtragfähigkeit und die korrekte Kurzschlussfestigkeit des gesamten Systems berechnen und nachweisen. Verbesserte Verfügbarkeit Bei Windkraftanlagen werden Ausfälle am häufigsten durch elektrische Komponenten verursacht. Ein System wie LDM mit geprüften, sicheren und zuverlässigen Verbindungsstellen ist leicht fachgerecht zu installieren. Selbst wenn man eine fachgerechte Vorbereitung und Ausführung der Installation unterstellt, ist bei Aluminiumkabeln schon aufgrund der großen Anzahl der parallelen Verbindungsstellen die Ausfallwahrscheinlichkeit größer. Das System LDM bleibt zudem auch bei externen Fehlern hoch verfügbar, denn durch von außen eingeleitete Kurzschlüsse ist kein Ausfall zu erwarten. Vergleichbare Gesamtinvestition Montagekosten Befestigung/Verbindung Schienenverteiler Kabel Investition Schienenverteiler Investition Kabellösungen System LDM: gleiches Investment für mehr technische Features 5

6 System LDM gerade Länge Leistungsstark und wirtschaftlich: das System LDM Schneller und effizienter Modular für individuelle Lösungen Durchdachte Komponenten Kompakte Bauform Effizienter Support Hohe Zuverlässigkeit durch bewährte Technologien Hohe Sicherheit: kaum brennbare Materialien Die Energieerzeugung über den Generator und die Energieübertragung bis hin zur Einspeisung in das Stromnetz bilden den Hauptstromkreis einer Windenergieanlage. Darüber hinaus müssen hohe Leistungen sicher und möglichst verlustarm innerhalb der Anlage verteilt und übertragen werden. LDM, das modulare und effiziente Schienenverteiler-System aus der Reihe SIVACON 8PS sorgt dafür: zuverlässig und effizient für Ströme bis zu A. Wirtschaftlich planen Das System LDM kann die Anforderungen jeder Windkraftanlage passgenau erfüllen und bietet alle benötigten Komponenten kompakt im Aufbau, was die Projektierung erleichtert. Für doppelgespeiste Asynchrongeneratoren lassen sich Rotor- und Statorstränge in einem Gehäuse führen, und ein PE-Leiter kann optional mitgeführt werden. Ein zusätzlicher Vorteil: Die qualifizierte Unterstützung durch das erfahrene Windteam von Siemens mit kompetenten Ansprechpartnern, die Sie bestens beraten und Sie bei der Planung und Inbetrieb setzung zukunftsweisender Technologien unterstützen. Effizient installieren Stromschienenelemente und kundenindividuelle Kabeleinspeisungen können zeit- und kostensparend schon in liegenden Turmsegmenten vorinstalliert werden. Bauseitig müssen dann beim Schienenverteiler-System nur noch die Verbindungen zwischen den Turmsegmenten bei der Errichtung hergestellt werden. Dies erfolgt über die bauartgeprüfte Ein bolzenverbindungen, d. h. alle Phasen des Schienenverteiler- Systems inklusive des Schutzleiters werden mit nur einem Bolzen und ohne Spezialwerkzeug mit einem Standard-Drehmomentschlüssel angezogen. 6

7 System LDM Klemmbügel System LDM Segmentverbinder System LDM Kabeleinspeisung Spezielle Segmentverbinder können Fertigungstoleranzen an den Segmentübergängen des Turms ausgleichen und werden nach der Errichtung leicht eingebracht. Befestigungsbügel mit Dämpferelementen schützen dabei das System bei Turmbewegungen. Mit Schienen müssen im stehenden Turm bedeutend weniger und einfachere Verbindungen erstellt werden, als beim Einsatz von Kabeln. Verglichen mit einer Kabelinstallation sind die Befestigungsabstände beim Schienenverteiler-System LDM erheblich größer, was den Einbau beschleunigt sowie Platz und Material spart. Die Übergänge auf die weiteren Gewerke und das Loopkabel werden mit einer kundenspezifische Kabeleinspeisung und/oder direkten Anschlüssen an die Schaltanlage im Turmfuß geschaffen. Sicher und zuverlässig betreiben Die Energieübertragung zwischen Gondel und Turmfuß ist häufig die Stelle, an der es vermehrt zu Ausfällen und damit einer länger andauernden Unterbrechung der Stromproduktion kommt. Um dem zu begegnen, erfüllt das Schienenverteiler- System LDM die entsprechende Norm IEC /-6: Sie setzt eine Bauartprüfung des Systems voraus und gewährleistet nicht nur die dauerhafte Erfüllung der zugesagten technischen Parameter, sondern schließt auch eine Überlastung des Systems mit entsprechenden Folgeschäden faktisch aus. Weitere Parameter, die über die Normforderung hinausgehen, können durch eine vom Hersteller durchgeführte Dimensionierung und Projektierung des Schienenverteiler- Systems eingestellt werden. 7

8 Siemens entwickelt und liefert gemäß den vom Windkraftanlagenhersteller ermittelten und benötigten elektrischen Kenndaten ein bauartgeprüftes LDM- System. So haben zum Beispiel eventuell auftretende Kurzschlüsse keinen Einfluss auf die Produkteigenschaften des Schienenverteiler-Systems LDM und gefährden somit nicht den weiteren Betrieb der Windkraftanlage. Darüber hinaus werden die Innenwiderstände der Schiene er - mittelt, was die Inbetriebnahme der Windkraftanlage vereinfacht und zu einer hohen Zuverlässigkeit im Betrieb beiträgt. Der weitestgehende Verzicht auf Kunststoffe führt zu einer sehr geringen Brandlast, was die Sicherheit des Betriebs im Vergleich zu Kabelsystemen drastisch erhöht. Hierbei wirkt sich auch die Halogenfreiheit eines Schienenverteiler- Systems positiv aus. Nachhaltig arbeiten Die in konventionellen Kraftwerken schon heute vieldiskutierte Verbesserung der Energieeffizienz wird zukünftig auch einen zunehmend wichtigeren Stellenwert für die Windenergie bekommen. Daher werden Windkraftanlagenhersteller vermutlich zukünftig auch in die Pflicht genommen werden, möglichst verlustarme Anlagen zu konstruieren. Diesen Aspekt hat sich Siemens heute schon zur Aufgabe gemacht und aus der LDM Plattform ein Schienenverteiler- System entwickelt, dessen Verlustleistung minimiert wurde bzw. durch optimierte Leiterquerschnitte der Wirkungsgrad signifikant verbessert werden konnte. 8

9 Mono Twin Spannungsebene <= V Stromtragfähigkeit bei 35 C 800 A A* ) Rotor: 800 A A Stator: 800 A A Kurzschlussfestigkeit Schutzart Skalierbar max. 116 ka IP21 System LDM: eine sichere Investition Schienenverteiler-Systeme SIVACON 8PS System LDM Dies schlägt sich natürlich über die Gesamtnutzungsdauer der Windkraftanlage in zusätzlichen Einspeisevergütungen für den Anlagenbetreiber nieder. Daneben steht das Schienenverteiler-System LDM in besonderem Maße für den Gedanken der Nachhaltigkeit und den verantwortungsvollen Umgang mit der Umwelt. Es ist umweltfreundlich (weil es halogenfrei ist), energie effizient und kann außerdem nach Ablauf der Nutzungsdauer fast vollständig recycelt werden. Die Zukunft im Blick Technische und wirtschaftlich vorteilhafte Lösung über die Gesamtnutzungsdauer der Windkraftanlage Nachhaltige Technologie, höhere Energieeffizienz Recycelbar Bemessungsisolationsspannung U i Bemessungsbetriebsspannung U e Normen Schutzart Bemessungsstrom I na Bemessungskurzzeitstromfestigkeit I cw (1 s) Adaptierbarkeit Verbindungstechnik Einbaulage Gehäusewerkstoff Isolierung Schienenbeschichtung V AC V AC IEC /-6, nordamerikanische Norm in Vorbereitung IP21 mit Salznebel- und Betauungstest 800 A bis A Bis 116 ka An Standard-LD-System Haken-Bolzen-System Vertikal Stahlblechgekapselt, getrennte Systeme für Rotor und Stator möglich (optional Pulverbeschichtung in RAL-Farbe) Luftisoliert Epoxid * ) bis zu A bei zwei parallelen Systemen 9

10 SIVACON 8PS im Internet entdecken Technische Dokumentation im Internet Optimale Unterstützung durch Siemens Schienenverteiler-Systeme SIVACON 8PS im Internet entdecken Besuchen Sie unsere Website im Internet. Neben weiterführenden Informationen zum Schienenverteiler-System LDM erfahren Sie dort auch mehr zu den anderen Produkten der SIVACON 8PS-Familie, wie zum Beispiel anhand der Systemschrift SIVACON 8PS und Links zu technischen Unterlagen unter: siemens.de/schienenverteiler Technische Dokumentation im Internet Eine tagesaktuelle Übersicht über die verfügbare technische Dokumentation für die Schienenverteiler- Systeme SIVACON 8PS finden Sie im Internet unter: siemens.de/lowvoltage/produkt-support LV Explorer das Low-Voltage-3D-Erlebnis Informieren Sie sich anhand von 3D-Animationen, Trailern und technischen Informationen gezielt und umfassend über unsere Produkte. siemens.com/lowvoltage/lv-explorer 10

11 Bauen Sie auf eine sichere Basis Mit unseren Kursen schaffen Sie die Grundlage für Ihren Geschäftserfolg. Fachdozenten vermitteln Ihnen das notwendige theoretische und praktische Wissen zu unseren Schienenverteiler-Systeme SIVACON 8PS. Die Kurse sind mit multimedialen Unterrichtsmitteln und vielen praktischen Übungsbeispielen anschaulich aufbereitet. Das aktuelle Kursangebot finden Sie auf unserer Website: siemens.de/lowvoltage/training Siemens Customer Support Center Wünschen Sie mehr Informationen, wenden Sie sich bitte an unser Customer Support Center. Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) (Gebühren abhängig vom Provider) Zuverlässiger Support vor Ort Unsere Experten vor Ort sind weltweit für Sie da. Sie helfen Ihnen, Energieversorgungslösungen zu entwickeln und unterstützen Sie mit ihrem Fachwissen zu Projektmanagement und Finanzdienstleistungen. Wichtige Aspekte wie Sicherheit, Logistik und Umweltschutz werden dabei berücksichtigt. Speziell für die Planung und Konzeption elektrischer Energieverteilungsanlagen unterstützt Siemens Elektroplaner in vielen Ländern. Fachexperten der TIP Consultant Support bieten professionelle Beratungsleistung und stellen Planungstools, Ausschreibungstexte und Planungshandbücher zur Verfügung. 11

12 Siemens AG Energy Management Mozartstraße 31 c Erlangen, Deutschland siemens.de/ldm-system Wünschen Sie mehr Informationen, wenden Sie sich bitte an unser Customer Support Center. Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) (Gebühren abhängig vom Provider) support.energy@siemens.com Artikel-Nr. IC1000-G320-A212-V2 Printed in Germany TH WS Änderungen vorbehalten 2015 Siemens. Alle Rechte vorbehalten. Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. QR-Code mit Ihrem QR-Code-Reader auslesen!