In der Unternehmenszentrale der Simba Dickie Group kam es wiederholt zu technischen Unregelmäßigkeiten, darunter auch nicht eindeutig erklärbare Druckerausfälle. Dies wurde frühzeitig erkannt und führte zu gezielten Nachfragen hinsichtlich möglicher Ursachen, sodass man sich auf die Suche machte, um Möglichkeiten für eine Optimierung zu identifizieren. Im Austausch mit den Power-Quality-Sachkundigen, der Anlaufstelle für Netzanalysen und -optimierung, rückte bald die Qualität der Stromversorgung in den Fokus. Christian Wiedemann, Leiter des Produktmanagements und Power Quality (PQ) bei KBR, ist mit den Herausforderungen vertraut: „In mangelhafter Netzqualität liegt eine häufige Ursache von Anlagenstörungen“, resümiert er. Besonders brisant dabei: „Ein Problem in der Power Quality ist nur im Moment des Auftretens messbar. Die Ursache zu erkennen erfordert Spezialwissen, das selbst erfahrene Elektrotechniker nur selten haben.“
Die Folgen sind gravierend: In Krankenhäusern können Netzschwankungen Menschenleben kosten. In der Verwaltung oder Produktion können teure Anlagen mit Störungen reagieren oder ganz ausfallen – Mitarbeitende können ihre Arbeit nicht fortsetzen, die Fehlersuche gestaltet sich aufwendig und kostenträchtig. Wiedemann beschreibt die Odyssee, die seine Kunden oftmals hinter sich haben: „Manchmal bemerkt der Anlagenführer nur ein Flackern von LEDs. Wenn die Anlage nicht wie gewünscht arbeitet, ist unter Umständen eine gesamte Charge ruiniert. Die Folge sind hohe finanzielle Verluste, ein Imageschaden für das betroffene Unternehmen und unter Umständen Schäden an der Anlage selbst.“ Wenn eine Anlage nicht wie geplant ruhig und kontinuierlich arbeiten kann, kann es zu höheren Energiekosten und Verschleiß von Bauteilen kommen.
Knackpunkt Leistungselektronik
In modernen Betrieben ist effiziente Leistungselektronik allgegenwärtig – angefangen bei Beleuchtungssystemen über Steuerungen in Produktionsanlagen bis hin zur IT-Infrastruktur. Doch trotz ihres unverzichtbaren Nutzens gibt es einen entscheidenden Kritikpunkt: Leistungselektronische Bauteile verursachen Störimpulse, die als Spannungsspitzen, Flickerereignisse und andere Netzstörungen die Qualität des gesamten Energienetzes beeinträchtigen. Außerdem reagieren solche Bauteile sensibel auf Schwankungen im Netz – sie erfordern eine stabile Stromversorgung. Ohne ein entsprechendes Monitoring lassen sich solche Netzschwankungen nicht leicht nachweisen. Unternehmen bemerken allenfalls die Folgen und schicken ihre Techniker auf Fehlersuche.
Nur wenige denken dabei an eine mangelhafte Qualität des Energienetzes – auch Power Quality genannt. Noch weniger von ihnen sind ausgebildete PQ-Sachkundige. In der Regel bedeutet das: Die Fehlersuche zieht sich in die Länge, es baut sich Frust auf und zusätzliche Kosten entstehen. Meistens wird erst nach einem Ereignis eine zeitlich begrenzte Netzmessung durchgeführt. „Die Schwierigkeit dabei ist“, so Wiedemann „wenn die Schwankungen in diesem Zeitraum nicht auftreten, bleiben sie unerkannt und die Chance auf eine schnelle Ursachenanalyse ist vertan.“ Problematisch ist auch, wenn Störungsereignisse erst mit zeitlicher Verzögerung bekannt werden. Denn unter Umständen zählt bei einer Störung jede Sekunde, um effektive Schadensbegrenzung betreiben zu können.
Störer im Netz erkennen
Wiedemann schildert genau, wie das Power Quality Monitoring aus dem Hause KBR seinen Beitrag zur Netzqualität bei Simba Dickie leistet: „An der Niederspannungshauptverteilung wurde ein Power-Quality-Messgerät installiert, welches die Netzqualität gemäß der Norm DIN EN 50160 kontinuierlich misst.“ Sämtliche Störungen oder kritische Schwankungen werden in einem wöchentlichen Bericht zur Analyse der Netzqualität erfasst. Die Daten werden in der zugehörigen Software aufbereitet und unter anderem in einer Heatmap farblich eingestuft. Damit können auch Nicht-Experten die Ergebnisse einordnen: Ist alles im grünen Bereich? Die Messwerte werden in einem übersichtlichen Bericht an die zuständigen Personen übermittelt. Bei einem Fehler erfolgt zusätzlich eine entsprechende Benachrichtigung, auf Wunsch in Echtzeit. Für den Datenversand zur cloudbasierten Software bauen die installierten Geräte einen verschlüsselten VPN-Tunnel auf und kommunizieren über einen ausgehenden Port im Unternehmensnetzwerk, so entstehen keine Schwachstellen in der IT-Infrastruktur. Außerdem wird keine zusätzliche Software installiert.
Doch es geht noch weiter: Entweder interpretieren die Elektrotechniker vor Ort den wöchentlichen Bericht oder den Störbericht. Auf Wunsch beurteilen die VDE-zertifizierten PQ-Sachkundigen von KBR die Messergebnisse. Das ermöglicht es, die Geräte und Anlagen zu identifizieren, welche erstens die Störungen im Netz verursachen und zweitens auf die Schwankungen in der Netzqualität am empfindlichsten reagieren. Ein weiteres Szenario, in dem eine permanente PQ-Messung punktet, ist die Investitionsplanung: Zeichnet sich beispielsweise durch den erhöhten Energieverbrauch ein Nutzungsende der Maschine ab, kann ihr Ersatz proaktiv eingeplant werden. Auch kann der Energieverbrauch der Maschine vorausgesagt werden. Diese datenbasierte Vorgehensweise schafft eine belastbare Grundlage für strategische Investitionsentscheidungen im Bereich der Energie- und IT-Infrastruktur.
Korrektes Interpretieren
Im Hause der Simba Dickie Group halfen die Messungen dabei, zunächst einen Überblick über die Netzqualität zu erhalten und festzustellen, wie stark gegebenenfalls auftretende Abweichungen tatsächlich sind. Nachdem die Störquellen eindeutig identifiziert sind, können passende Maßnahmen – beispielsweise der Einsatz von Netzfiltern – leicht und ohne weitere Messungen eingeleitet werden. Solche Geräte sorgen für Ruhe im Netz, also dafür, dass empfindliche Komponenten ungestört arbeiten können. Durch die dauerhafte Messung des fest eingebauten Power Quality Monitorings lässt sich der Erfolg der Maßnahmen direkt aus den vorhandenen Messdaten herauslesen und auch eine Vorher/Nachher-Analyse durchführen.
Entsprechen Frequenz, Stromstärke und Spannung wieder der Norm, sodass auch sämtliche Verbraucher erneut wie geplant arbeiten, können sich auch die Verantwortlichen endlich entspannen. Mit den Messgeräten des Power Quality Monitorings haben sie die Produktionssicherheit im Blick und ergreifen bei Bedarf rechtzeitig weitere Maßnahmen.
