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Stromversorgungen: Das unterschätzte Risiko

Spannungseinbrüche und -schwankungen lassen sich auch in modernen Energieversorgungsnetzen nicht vermeiden. Doch als Risiko für industrielle Produktionsprozesse werden sie häufig unterschätzt – dabei können bereits Störungen von 20 ms Dauer Produktionsprobleme bedingen.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung Bildquelle: © (Bild: Computer&AUTOMATION; Quellen: Fotolia, Eisenmann/Ruhstrat

Der Verband der Industriellen Energie- und Kraftwirtschaft (VIK) hat bereits 2012 berichtet, dass 72 % der Versorgungsstörungen kürzer als eine Sekunde sind. Sie werden unter anderem durch Kurzschlüsse im Verteilnetz, Blitzeinschlag, Zu- oder Abschaltung von Kraftwerken oder durch volatile Energie-Erzeuger wie Wind- und Solarparks verursacht. Einer Studie der IHK Bayern zufolge berichten Unternehmen von einer Zunahme der Störungen des Betriebsablaufes – dabei sind neue Anlagen tendenziell häufiger betroffen als ältere. Die Ursache ist häufig in der zunehmenden Empfindlichkeit der Steuerungselektronik zu suchen ist. Denn für sensible elektronische Geräte sind Spannungseinbrüche, Spannungsschwankungen und Frequenzabweichungen höchst problematisch.

So können selbst kurzzeitige Spannungseinbrüche zu einer unmittelbaren Reaktionskette im Energieverteilnetz führen: Leistungsschalter des EVU lösen aus – die typische Reaktionszeit liegt zwischen 100 und 150 ms – und lokale Ereignisse breiten sich im weit vermaschten Versorgungsnetz aus. Bei Spannungseinbrüchen detektieren Sensoren oft falsche Werte, Frequenzumrichter können aussteigen.

Solche Instabilitäten der Versorgungsspannung gefährden die Betriebssicherheit industrieller Prozesse, weil beispielsweise Steuergeräte auch auf kurze Spannungseinbrüche von nur Zehntelsekunden negativ reagieren und Fehlfunktionen oder Produktionsunterbrechungen verursachen. Über- und Unterspannungen können zudem zu unerwünschten Leistungsschwankungen der Anlagen führen – mit teils gravierenden Nachteilen für die Produktqualität oder die Lebensdauer der Anlagen.