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Stromversorgungen: Das unterschätzte Risiko

Fortsetzung des Artikels von Teil 1.

Gefahr durch Spannungs­einbrüche

1_ITIC-Grenzwerte und typische Spannungseinbrüche Bildquelle: © Eisenmann/Ruhstrat

Störabstand ohne (a) und mit (b) dem Online-Voltage-Regulation-System 'Oliver': Viele Spannungseinbrüche (grün) liegen außerhalb ...

Als Faustformel gilt: Je moderner eine Anlage und je mehr Elektronik verbaut ist, desto problematischer sind Spannungseinbrüche. Bei einer Restspannung von weniger als 85 % der Netznennspannung muss bei Frequenzumrichtern und Schaltnetzteilen bereits mit größeren Problemen gerechnet werden (IEC 61000 2-8). Handelsübliche Schütze wechseln bei einer Restspannung von weniger als 80 % in einen undefinierten Zustand, selbst wenn der Spannungseinbruch nur eine Netzperiode (20 ms) dauert. Auch bei robusten Verbrauchern wie Asynchronmotoren kommt es zu Störungen, wenn die Spannung über mehrere Netzperioden auf unter 75 % der Nennspannung sinkt.

2_Grafik zu Dauer und Spannung Bildquelle: © Eisenmann/Ruhstrat

... der Grenzwerte (blau/rote Linie) und führen zum Ausfall von Maschinen (unter der roten Linie).

Durch Spannungsschwankungen sind generell alle hochtechnologischen Fertigungsstrecken gefährdet und nahezu jeder Prozess, bei dem Drehmoment und Drehzahl von Motoren gleichzeitig stabil gehalten werden müssen.

Zu den Folgen einer längeren Unterbrechung der Produktion gehören vor allem die Stillstandskosten. Diese setzen sich zusammen aus den Wiederanlaufkosten für das Reset oder den Neustart von Maschinen, für Logistik-Probleme bei extrem aufeinander abgestimmten Prozessen, Instandhaltungs- und Reparaturkosten im Falle von Beschädigungen sowie möglichen Zusatzkosten für Nacharbeit. Die Höhe der Kosten pro Einbruch variiert nach wissenschaftlichen Studien zwischen einigen Tausend Euro im Fall einfacher Industrieproduktion und wächst bis in den sechsstelligen Bereich bei hochsensiblen Fertigungsbereichen zum Beispiel der Halbleiter- oder Pharmaindustrie.