Die Sicherstellung einer unterbrechungsfreien und qualitativ hochwertigen Stromversorgung in der Industrie erfordert diverse Anlagen, allen voran unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme (USV). Diese Systeme schützen Anlagen vor zahlreichen elektrischen Störungen und gewährleisten die Weiterversorgung im Falle eines Stromausfalls. Die Bedeutung solcher Störungen ist vergleichbar mit ihren wirtschaftlichen Folgen: Der spanische Verband der Elektroindustrie schätzte vor einigen Jahren, dass die jährlichen Kosten von Stromausfällen für die spanische Wirtschaft 6 Milliarden Euro übersteigen.
Charakteristisch für den Industriesektor ist seine Heterogenität. Er umfasst alles von schweren Maschinen, Öfen und anderen Anlagen mit sehr hohem Stromverbrauch bis hin zu Geräten, die deutlich empfindlicher auf Spannungsschwankungen reagieren, wie Steuerungssysteme, Sensoren und Antriebe. Diese Variabilität stellt zusätzliche Anforderungen an die USV-Spezifikationen und erfordert Vielseitigkeit und Skalierbarkeit.
Auch aktuelle Trends wie Industrie 4.0, die Datenanalyse, fortschrittliche Automatisierung und IoT-Konnektivität in die Produktionsumgebung integriert, müssen berücksichtigt werden. Diese Kombination unterschiedlicher Faktoren führt dazu, dass unerwartete Stromschwankungen kaskadierende Ineffizienzen und Störungen auslösen können, die die Betriebszeit und damit die Rentabilität und den Ruf der Industrieanlage gefährden.
Angesichts dieser Risiken ist der Einsatz von USV-Systemen auf Basis von Online-Doppelwandlertechnologie unerlässlich. Diese Systeme müssen in der Lage sein, alle Arten von Industrieprozessen zu schützen, darunter manuelle Automatisierungs- und Steuerungssysteme, kontinuierliche Fertigungssysteme, Instrumente und Messgeräte. Monolithische Lösungen wie die SLC CUBE3+ mit dem niedrigsten THDi-Wert auf dem Markt, die SLC X-PERT und die SLC X-TRA stehen zur Verfügung. Modulare Alternativen wie die SLC ADAPT2 ermöglichen eine flexible Skalierung entsprechend den Anlagenanforderungen. Ihr Schutz minimiert Störungen wie Unterspannungen und Spannungseinbrüche, Überspannungen (transient oder permanent), Stromausfälle und Mikroausfälle, Oberschwingungen, Frequenzschwankungen und transiente Spannungsspitzen.
Die Auswirkungen dieser elektrischen Störungen sind vielfältig: Überhitzung von Geräten, intermittierender Betrieb und sogar Prozessstillstand, aber auch beschleunigter Verschleiß, unerwartete Neustarts und irreversible physische Schäden. Einige dieser transienten Phänomene werden tatsächlich durch Industrieanlagen verursacht, insbesondere durch das Anlaufen von Hochleistungsmotoren oder Schaltvorgänge im Mittelspannungsnetz.
Beispielsweise kann das Anlaufen eines Hochleistungs-Induktionsmotors dazu führen, dass dieser das Fünf- bis Achtfache seines Nennstroms aufnimmt. Dieser abrupte Stromanstieg verursacht Spannungseinbrüche und Systemschwankungen. Um dem entgegenzuwirken, empfiehlt sich der Einsatz von Sanftanlaufgeräten, Frequenzumrichtern und generell geeigneten Anlaufkonfigurationen.
Dies ist nur ein Beispiel für eine Fehlfunktion, die insbesondere Geräte betreffen kann, die häufig in allen Industriezweigen anzutreffen sind, wie z. B. SPS (Speicherprogrammierbare Steuerungen) und HMIs (Mensch-Maschine-Schnittstellen). Eine Unterbrechung von nur wenigen Millisekunden genügt, um die Softwareausführung zu destabilisieren und Kommunikationsfehler zu verursachen, die den Betrieb bis hin zum Prozessstillstand gefährden.
Mangelhafte Stromqualität verursacht kumulative Schäden, die oft unbemerkt bleiben, bis ihre Auswirkungen deutlich werden. Dies geschieht durch Spannungsabfälle, wie bereits erläutert, und durch Oberschwingungen, die durch die Verzerrung der Spannungs- und Stromwellenform aufgrund nichtlinearer Lasten entstehen. Überhitzung von Leitern und Transformatoren verkürzt deren Lebensdauer, beeinträchtigt die Motorisolierung und schädigt andere passive Bauteile.
Die Installation geeigneter, ordnungsgemäß mit den Steuerungssystemen verbundener USV-Systeme ist der beste Weg, all dies zu verhindern. USV-Systeme bieten eine ideale Lösung, wenn Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Reputation im industriellen Umfeld auf dem Spiel stehen.
Risiken und Kosten bei Nichtinstallation einer industriellen USV
Industrielle Umgebungen stellen eine Reihe spezifischer Anforderungen an ihre Stromversorgung. Kontinuität, Zuverlässigkeit und Effizienz sind unerlässlich und müssen zu angemessenen Kosten gewährleistet werden, die zur Rentabilität von Unternehmen und Organisationen beitragen.
