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Sonderanlagen der Elektrotechnik

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Sonderanlagen der Elektrotechnik

Sonderanlagen der Elektrotechnik ermöglichen spezifische Lösungen für individuelle Anforderungen und erweitern das Leistungsspektrum elektrischer Systeme

Das Erstellen und Einbinden dieser Systeme erfordert ein tiefes Verständnis, um ihre Wirksamkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit zu garantieren. Bei der Gestaltung einzigartiger Systeme ist es unerlässlich, bestehende Gesetze, Vorschriften und Standards zu berücksichtigen, um die Einhaltung zu gewährleisten. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Technikern und Projektleitern ist für den Erfolg von speziellen Anlagenprojekten unerlässlich.

Sonderanlagen der Elektrotechnik

In diesem Zusammenhang beziehen sich spezielle elektrotechnische Systeme auf die Energiequelle, die nicht von einem Energieversorger geliefert, sondern vom Unternehmen selbst produziert wird. Diese Systeme erzeugen mit Hilfe der elektrischen Umwandlung besondere Spannungen oder Normspannungen mit abweichenden Frequenzen. Solche Spannungen könnten für spezielle Maschinen, Computereinrichtungen, Labore und so weiter erforderlich sein. Sie könnten auch aus verschiedenen Gründen ihre eigene Elektrizität erzeugen, während sie gleichzeitig Strom vom Hauptenergieversorger beziehen.

Motor-Generator-Sätze

Spezialschaltungen, die sich in der Regel von den Standards der Versorger unterscheiden, sind häufig Gleichspannung. Sie werden hauptsächlich von Motor-Generatorsätzen erzeugt. Ein Elektromotor, der von der von der RU gelieferten Energie angetrieben wird, treibt einen Generator an, der die benötigte Gleichspannung erzeugt. Die Verbraucher erhalten diese direkt.

Aufgrund ihrer großen Masse werden Motor-Generatorsätze auf Grundrahmen platziert, die mit den entsprechenden Fundamenten verbunden sind. Im Gegensatz zu Transformatoren können Wandlersätze sowohl Spannung als auch Frequenz ändern. Dies wird durch die Kombination von Maschinen mit unterschiedlicher Polzahl ermöglicht. Typische Konfigurationen sind 50/60 Hz, 50/50 Hz oder 60/60 Hz.

Für Unternehmen, die von 50 Hz abweichende Frequenzen benötigen, kommen Frequenzumrichter zum Einsatz. Ein Teil der Energie wird rein transformatorisch vom Stator einer asynchronen Maschine auf einen Rotor übertragen. Der Rest wird mechanisch übertragen. Die Menge wird so bestimmt, dass sie dem Verhältnis des Unterschieds zwischen Ausgangs- und Eingangsfrequenz entspricht. Je nach Betriebsart des Frequenzumrichters steigt die Ausgangsfrequenz, wenn der Rotor von einem gekoppelten Motor gegen das Drehfeld angetrieben wird.

Frequenzumrichtereinheiten werden, genau wie Wandlersätze, vormontiert und in der Nähe der Nutzer platziert. Im Bereich der IT-Versorgung werden heutzutage hauptsächlich statische Systeme eingesetzt. Es ist praktisch, sie in vom Kunden gebauten Doppelböden aufzustellen. Die bei der Umwandlung entstehenden Geräusche könnten jedoch als Nachteil wahrgenommen werden und erfordern einen separaten Raum oder eine Schalldämmung.

Wenn statische Wandler nicht verwendet werden können, sind aufgrund der großen rotierenden Masse Fundamente erforderlich, genau wie beim Standardwandler.

Während der elektrischen Umwandlung tritt natürlich Wärmeverlust auf, der etwa zehn Prozent der Nennleistung ausmacht. Diese Wärme muss abgeführt werden. Ist ein separater Raum vorhanden, reicht eine ordnungsgemäße Belüftung aus. Andernfalls sollte der Raum eine optimale Temperatur von etwa 40°C mit einer Umlufteinheit aufrechterhalten.

Beispiel eines Umformersatzes

Wenn der Konverter in ein Sicherheitssystem integriert ist, wie es bei vielen Computersystemen der Fall ist, muss sichergestellt werden, dass zugehörige Maßnahmen, insbesondere die Umluftkühlung oder ein Kaltwasserkühlsystem, ebenfalls in dieses Sicherheitssystem integriert sind.

Es ist auch wichtig zu erwähnen, dass in einigen Fällen Frequenzen erzeugt werden können, die Radio-Wellen ähneln. In diesen Situationen müssen die Räumlichkeiten gemäß den gesetzlichen Vorschriften geschützt werden. Alle Kabel sollten auch durch Filter geführt werden.

Mechanisch gekoppelt werden die Maschinen entweder durch eine Kupplung oder durch einen Riementrieb.

Fallbeispiel: Idealtypische Auslegung eines Umformersatzes

  • Baugrößen: bis 800

  • Schutzarten: bis IP 56

  • Kühlarten: bis IC 86 W 7

  • Drehzahlen: bis 3600 U/min

  • Wärmeklassen: F und H.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung

In den Betriebsdatenzentren großer Banken, Versicherungsgesellschaften und bestimmten Produktionsprozessen ist es von entscheidender Bedeutung, dass das Datenzentrum mit all seinen Nebeneinrichtungen sowie alle anderen Systeme oder Anlagen ständig verfügbar sind, insbesondere bei einem kompletten Stromausfall. Ein USV-System ist notwendig, um die Systemverfügbarkeit aufrechtzuerhalten.

Die Komponenten sind

Gleichrichter,

nachgeschaltete Wechselrichter und

Batteriezwischenkreis.

Die Verbraucher sind am Ausgang des Wechselrichters angeschlossen. Der Betrieb der USV-Anlage erfolgt bei Abweichung der Eingangsspannung oder Frequenz von den Sollwerten über die Batterie.

Redundante Stromversorgungsanlagen erhalten in Bereitschaft stehende

  • passive Reserveeinheiten

  • oder zusätzliche aktive USV-Blöcke.

Solche Redundanzen im Parallelbetrieb werden eingesetzt, wenn

  • die Unterbrechung der Verbraucherspannung bei Netzausfall nicht akzeptabel ist, bzw.

  • wenn Netz- und Verbraucherfrequenzen geringfügig voneinander abweichen (Sollwerte entsprechend Angaben der Gerätehersteller)

Die Abbildung „Blockschaltbild einer statischen USV-Anlage“ zeigt das Schaltbild einer statischen USV-Anlage mit elektronischer Umschalteinrichtung und Handschaltung.

Die Komponenten sind

  • Gleichrichter,

  • nachgeschaltete Wechselrichter und

  • Batteriezwischenkreis.

Die Verbraucher sind am Ausgang des Wechselrichters angeschlossen. Der Betrieb der USV-Anlage erfolgt bei Abweichung der Eingangsspannung oder Frequenz von den Soll-werten über die Batterie.

Blockschaltbild einer statischen USV-Anlage

Ähnlich wie die Konvertereinheiten sind auch USV-Systeme als vormontierte Schrankeinheiten erhältlich. Es ist auch praktisch, sie auf erhöhten Böden aufzustellen. Bei der Installation sollte man berücksichtigen, dass ein USV-System einen erheblichen Platzbedarf hat, der bei der Planung berücksichtigt werden muss.

Bei der Konzipierung von USV-Anlagen sind die folgenden Punkte entscheidend:

  • Gesamtwirkungsgrad

  • Qualität der Ausgangsspannung

  • Lebensdauer der Akkumulatoren im Gleichstromzwischenkreis

  • geringe Netzrückwirkung.