Wie lässt sich die Netzqualität in energieintensiven Industrieanlagen kontinuierlich überwachen?

Eine normkonforme Netzüberwachung erfordert die hochauflösende, netzsynchrone Erfassung aller relevanten elektrischen Parameter. Mit dem iba-System können Spannungen, Ströme, Frequenzen und Oberschwingungen gemäß EN61000-4-30 Klasse A kontinuierlich aufgezeichnet werden. Die Analyse erfolgt in ibaAnalyzer, wodurch Abweichungen wie Harmonische oder Unregelmäßigkeiten präzise identifiziert werden. In Kombination mit ibaHD-Server steht eine langfristige Datenbasis für Monitoring und Nachweisführung zur Verfügung.

Wie können Oberschwingungen und Phasenunsymmetrien in Produktionsnetzen zuverlässig erkannt und bewertet werden?

Die Detektion solcher Netzrückwirkungen erfordert eine hohe Abtastrate und eine frequenzbasierte Analyse der Messsignale. Das iba-System ermöglicht netzsynchrone Messungen mit hoher Frequenz, wodurch auch kurzzeitige Ereignisse sicher erfasst werden. In ibaAnalyzer können einzelne Harmonische sowie Phasenunsymmetrien detailliert ausgewertet werden. Dies erlaubt eine gezielte Bewertung der Netzqualität und die Ableitung konkreter Optimierungsmaßnahmen.

Wie lassen sich Energie- und Prozessdaten sinnvoll miteinander verknüpfen?

Erst die zeitsynchrone Kombination von Energie- und Prozessdaten ermöglicht eine belastbare Ursachenanalyse bei Störungen. Mit ibaPDA werden Prozessdaten aus Steuerungssystemen parallel zu den Netzparametern erfasst. Diese Daten können gemeinsam analysiert werden, um Wechselwirkungen zwischen Anlagenbetrieb und Netzqualität sichtbar zu machen. Dadurch lassen sich Prozesszustände direkt mit elektrischen Auffälligkeiten korrelieren.

Wie kann die Einhaltung von Netzqualitätsnormen wie EN50160 nachgewiesen werden?

Für den normgerechten Nachweis ist eine kontinuierliche und lückenlose Datenerfassung erforderlich. Die Kombination aus iba-Hardware- und iba-Software-Komponenten ermöglicht die Bewertung aller relevanten Qualitätsparameter gemäß den definierten Grenzwerten. Über automatisierte Reports können regelmäßige Nachweise erstellt werden, die sowohl interne Anforderungen als auch vertragliche Verpflichtungen abdecken. Die langfristige Speicherung in ibaHD-Server stellt sicher, dass historische Daten jederzeit verfügbar sind.

Welche Maßnahmen lassen sich aus Netzqualitätsanalysen zur Reduzierung von Stillständen ableiten?

Durch die Analyse von Lastflüssen, Harmonischen und Phasenverteilungen können konkrete Optimierungspotenziale identifiziert werden. Typische Maßnahmen umfassen die gleichmäßigere Auslastung von Transformatoren und die Anpassung von Netzstrukturen. Mit ibaAnalyzer lassen sich die Auswirkungen dieser Maßnahmen direkt überprüfen und validieren. Dadurch können netzbedingte Störungen frühzeitig vermieden und die Anlagenverfügbarkeit nachhaltig erhöht werden.

Power Quality als wichtiges Qualitätsmerkmal

Störungsfreier Betrieb durch Netzüberwachung

In Stahl- und Hüttenwerken stellen durch Netzrückwirkungen verursachte Stillstands- und Reparaturkosten eine immer größere Herausforderung dar. Zudem müssen bestimmte vertraglich festgelegte Qualitätsmerkmale bei der Entnahme elektrischer Energie aus dem öffentlichen Netz erfüllt werden.

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Benefits Die Technik Verwendete Funktionen Weitere Success Stories

Permanente Überwachung der Netzqualität zusammen mit den Prozessdaten bildet die Basis für einen fehlerfreien Betrieb und das frühzeitige Erkennen möglicher Ursachen für Störungen.

Daher überwacht ein führender Stahlproduzent unter anderem die Netzparameter an mehreren Trafostationen von 110 KV auf 30 KV um die Einhaltung vertraglich festgelegter sowie in der Norm EN50160 definierte Grenzwerte nachzuweisen. Zur optimalen Auslastung der Transformatoren werden zudem Leistungsflüsse sowie Netzrückwirkungen systematisch erfasst. Ergänzend wurden zur Beurteilung Prozesszustände aus den Automatisierungssystemen herangezogen.

Netzsynchrones

und lückenloses Aufzeichnen

Simultane Erfassung

von Energie- und Prozessdaten

Normkonformität

gemäß EN61000-4-30 Klasse A (Ed.3)

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Eine Außenansicht eines Hochspannungs-Umspannwerks mit zahlreichen Isolatoren und Stromleitungen.

Die Technik

Auf Grund der Messung mit ibaPQU-S und Analyse der Messwerte mit ibaAnalyzer wurden überhöhte Werte der einzelnen Harmonischen festgestellt sowie unsymmetrische Belastung der Phasen. Diese Parameter konnten durch die Optimierung der Auslastung bestehender Trafos und Leitungen wieder gesenkt werden. Die Netze werden seither permanent überwacht, dies ermöglicht frühzeitiges Eingreifen in die Netzdynamik.

Durch die Kombination mit Daten aus Steuerungen ist man in der Lage auf Veränderungen in Prozessabläufen schnell zu reagieren. Somit wird die erforderliche Produktqualität gewährleistet und hohe Stillstands- und Reparaturkosten in Folge schlechter Netzqualität konnten reduziert werden.

Zur Dokumentationssicherung wird wöchentlich ein Report mit entsprechenden Nachweisinformationen erstellt.

Faultless operation due to voltage monitoring scheme

Überwachung der Netzqualität und Fehleranalyse in einem Stahlwerk

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Netzsynchrone Abtastrate von bis zu 40 kHz ermöglicht die Erfassung aller Netzanomalien – kein Ereignis bleibt unentdeckt.

Thomas Caramagno
PQ Expert, iba AG

Verwendete Funktionen

Die folgenden Funktionen des iba-Systems werden in dieser Success Story verwendet.

Zeitsynchronisation und Unterstützung von Standards
- Volle Unterstützung für gängige Grandmaster-Uhren mit PTP (IEEE 1588 und IEC 61850-9-3)
- Datensynchronisation unabhängig von der Datenquelle
Triggerung und Datenspeicherung
- Frei konfigurierbare Auslöser- und Ereignisdefinitionen
- Datenbankbasierte Speicherung für kontinuierliche Überwachung
Visualisierung und Analyse
Überwachung der Stromqualität
- Messungen der Netzqualität gemäß IEC 61000-4-30 Klasse A
- Anpassbare Berichte oder auf Normen basierende Berichte (z. B. EN 50160)
Kommunikation und Schnittstellen
- Integration von Modbus TCP und M-Bus
Hardware und Konformität
- Galvanisch isolierte E/A-Eingänge gemäß IEC 61000-6-5
- Abtastraten bis zu 100 kHz

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lässt sich die Netzqualität in energieintensiven Industrieanlagen kontinuierlich überwachen?: Eine normkonforme Netzüberwachung erfordert die hochauflösende, netzsynchrone Erfassung aller relevanten elektrischen Parameter. Mit dem iba-System können Spannungen, Ströme, Frequenzen und Oberschwingungen gemäß EN61000-4-30 Klasse A kontinuierlich aufgezeichnet werden. Die Analyse erfolgt in ibaAnalyzer, wodurch Abweichungen wie Harmonische oder Unregelmäßigkeiten präzise identifiziert werden. In Kombination mit ibaHD-Server steht eine langfristige Datenbasis für Monitoring und Nachweisführung zur Verfügung.
Wie können Oberschwingungen und Phasenunsymmetrien in Produktionsnetzen zuverlässig erkannt und bewertet werden?: Die Detektion solcher Netzrückwirkungen erfordert eine hohe Abtastrate und eine frequenzbasierte Analyse der Messsignale. Das iba-System ermöglicht netzsynchrone Messungen mit hoher Frequenz, wodurch auch kurzzeitige Ereignisse sicher erfasst werden. In ibaAnalyzer können einzelne Harmonische sowie Phasenunsymmetrien detailliert ausgewertet werden. Dies erlaubt eine gezielte Bewertung der Netzqualität und die Ableitung konkreter Optimierungsmaßnahmen.
Wie lassen sich Energie- und Prozessdaten sinnvoll miteinander verknüpfen?: Erst die zeitsynchrone Kombination von Energie- und Prozessdaten ermöglicht eine belastbare Ursachenanalyse bei Störungen. Mit ibaPDA werden Prozessdaten aus Steuerungssystemen parallel zu den Netzparametern erfasst. Diese Daten können gemeinsam analysiert werden, um Wechselwirkungen zwischen Anlagenbetrieb und Netzqualität sichtbar zu machen. Dadurch lassen sich Prozesszustände direkt mit elektrischen Auffälligkeiten korrelieren.
Wie kann die Einhaltung von Netzqualitätsnormen wie EN50160 nachgewiesen werden?: Für den normgerechten Nachweis ist eine kontinuierliche und lückenlose Datenerfassung erforderlich. Die Kombination aus iba-Hardware- und iba-Software-Komponenten ermöglicht die Bewertung aller relevanten Qualitätsparameter gemäß den definierten Grenzwerten. Über automatisierte Reports können regelmäßige Nachweise erstellt werden, die sowohl interne Anforderungen als auch vertragliche Verpflichtungen abdecken. Die langfristige Speicherung in ibaHD-Server stellt sicher, dass historische Daten jederzeit verfügbar sind.
Welche Maßnahmen lassen sich aus Netzqualitätsanalysen zur Reduzierung von Stillständen ableiten?: Durch die Analyse von Lastflüssen, Harmonischen und Phasenverteilungen können konkrete Optimierungspotenziale identifiziert werden. Typische Maßnahmen umfassen die gleichmäßigere Auslastung von Transformatoren und die Anpassung von Netzstrukturen. Mit ibaAnalyzer lassen sich die Auswirkungen dieser Maßnahmen direkt überprüfen und validieren. Dadurch können netzbedingte Störungen frühzeitig vermieden und die Anlagenverfügbarkeit nachhaltig erhöht werden.