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Details im Blick – Fortschrittbeginnt mit Verstehen

Das Kundenmagazin informativ · aktuell · wegweisend

8/2017

Kraftwerk setzt auf modulare Systeme 6– 9

10– 13Ausgezeichnetes BELATRON Ladegerät

Foto: ©

Axpo Pow

er AG

USV-Systeme sichern Bioreaktoren 22– 23

Foto: ©

Biogen GmbH

BENNING | POWER news | 8/2017 | 3

POWER news 8/2017 Editorial

Impressum Das Kundenmagazin der BENNING Elektro -technik und Elektronik GmbH & Co. KG

Herausgeber: BENNING Elektrotechnik undElektronik GmbH & Co. KG, Münsterstraße 135-137, 46397 Bocholt

Konzeption und Produktion: WerbeagenturPaus Design & Medien GmbH & Co. KG, Brinkstegge 13, 46395 Bocholt

Haftung und Urheberrecht Alle Texte sind urheberrechtlich geschützt. Die Veröffentlichung, Übernahme oder Nutzung von Texten, Bildern oder anderenDaten bedarf der schriftlichen Zustimmungder Firma BENNING GmbH. Für Anleitungen,Hinweise, Empfehlungen oder Einschätzun-gen wird keine Haftung übernommen. Trotzaller Bemühungen um möglichst korrekte

Darstellung und Prüfung von Sachverhaltensind Irrtümer oder Interpretationsfehlermöglich.

Bildnachweis:© BENNING Elektrotechnik und Elektronik GmbH & Co. KG / © Apple Inc. / © Axpo Power AG / © Biogen GmbH / © Cisco / © Google Inc.

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Liebe Leserinnen und Leser,

eine der bedeutendsten Wissenschaftlerinnen des 20. Jahrhundertswäre am 7. November 150 Jahre alt geworden: Die polnisch-franzö-sische Physikerin und Chemikerin Marie Curie. Für die Erforschungder radioaktiven Strahlung sowie die Mitentdeckung der chemischenElemente Polonium und Radium erhielt sie bisher als einzige Fraugleich zwei Nobelpreise. 1903 für Physik und acht Jahre später fürChemie. Ihre Entdeckungen bildeten eine wichtige Grundlage für die

moderne Forschung in diesen Bereichen und sorgten dafür, dass auch heute noch viele Na-tionen einen Großteil ihres Strombedarfs mithilfe von Kernenergie decken. Aktuell betreiben 31 Länder weltweit 438 Kernreaktoren. Um diese möglichst sicher und zu-verlässig zu machen, werden mögliche Risiken intensiv untersucht und durch verschiedeneKontrollen und Maßnahmen auf ein absolutes Minimum reduziert. Auch BENNING leistet indiesem Zusammenhang einen wichtigen Beitrag. Wie genau dieser aussieht, lesen Sie imArtikel über die Ausrüstung des Schweizer Kernkraftwerkes Beznau mit höchst zuverlässigenmodularen Stromversorgungssystemen.Des Weiteren erfahren Sie in dieser Ausgabe u. a., wie BENNING mehreren Bioreaktoren fürdie Medikamentenherstellung einen zusätzlichen Ausfallschutz verleiht und durch effizienteTeamarbeit den Produktionsstillstand eines Unternehmens der petrochemischen Industrieum mehrere Monate verkürzt.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen und freue mich auf Ihr Feedback.

Ihr Stephan Ratermann

Tel.: +49 2871 93 0

E-Mail: [email protected]

Inhalt3– 5 Messwerte präzise erfassen, speichern

und teilenTRUE RMS Digital-Multimeter mit Logging-Funktion und Bluetooth®-Verbindung zur BENNING-App fürSmartphones & Tablets

6– 9 Zusätzliche Sicherheit für das Kernkraft-werk BeznauModulare Stromversorgungssystemevon BENNING tragen dazu bei, dassdas Kernkraftwerk Beznau auch zu-künftig rund drei Millionen Menschenzuverlässig mit Strom versorgt.

10– 13 Celectric erhält Auszeichnung für BELATRON Hocheffizienz-LadegeräteDie von BENNING entwickelten Lade-geräte zählen zu den wenigen Trakti-onsladegeräten, die in den Niederlan-den mit dem begehrten GütesiegelKEMA-KEUR ausgezeichnet wurden.

14– 18 Modulare Stromversorgungssysteme inindustriellen AnwendungenDie Bedeutung der Begriffe Verfügbarkeitund Zuverlässigkeit im Zusammenhangmit modularer Technologie.

19– 21 Motorinstandsetzung für Unternehmender Petrochemie-BrancheIn erfolgreicher Teamarbeit sorgteBENNING dafür, dass der Produkti-onsstillstand um mehrere Monate ver-kürzt wurde.

22– 23 Absicherung einer der weltweit moderns-ten MedikamentenherstellungsanlagenUm den Betrieb seiner neuen hoch-modernen biopharmazeutischen Produktionsanlage dauerhaft sicher-zustellen, setzt der US-Biotechnologie-konzern Biogen auf modulare USV-Systeme von BENNING.

24 Messen, Veranstaltungen und Termine2017

2 | BENNING | POWER news | 8/2017

Messwerte präzise erfassen,speichern und teilenTRUE RMS Digital-Multimeter mit Logging-Funktion und Bluetooth®-Verbindung

zur BENNING-App für Smartphones & Tablets (iOS / AndroidTM).

Das leistungsstarke Logging-Multimeter BENNING MM 12 eignet sich ideal für Instandhaltungs- und Servicetechniker in industriellen, komplexen und problembe-hafteten Anwendungen in elektrischen Anlagen (CAT IV 600 V / CAT III 1.000 V),Stromverteilungen sowie in der Automation und Elektromechanik. AnspruchsvolleMessaufgaben in der Entwicklungs- und Laborumgebung sowie in der Industrie undim Elektrofachhandwerk werden präzise erfasst und können zur Einsicht und Analysedirekt mit der Smartphone-App an das Team weitergeleitet werden.

BENNING MM 12 mit direktem PC-Anschluss

zum Aufzeichnen von bis zu 100.000 Messwerten

Über die wichtigsten Funktionen und Vorteiledes Multimeters sprach POWER news (Pn) mitHerrn Tobias Enck aus dem Bereich der Prüf-und Messgeräte im Unternehmen BENNING.

Pn: Herr Enck, was macht das neue Digital-Multimeter BENNING MM 12 für den Anwen-der so interessant?

Enck: Mit steigender Komplexität der Mess -aufgaben erhöhen sich auch die Anforderun-gen an die Messtechnik. Exakte Messwerte,unabhängig von der Umgebung, sind für eineDia gnostik zur Lösung von Problemen wichtig.Aufgrund der Protokollierung und grafischen Anzeige von Messdaten am PC-Monitor,Smartphone oder Tablet können Abweichun-gen schneller erkannt, Probleme gelöst undAusfallzeiten minimiert werden.Die einfache Bedienbarkeit möchten wirebenfalls erwähnen. Einstellungen ändertman bequem über die mittige Navigations-taste, welche auch zur schnellen Auswahlvon Menüfunktionen und Unterfunktionengenutzt wird. Das BENNING MM 12 verfügtüber individuelle Einstellmöglichkeiten für dieLCD-Beleuchtung, die automatische Ab-schaltung und Einstellung des Schwellwertesbei der Durchgangsprüfung. Weiter lassensich die Signaltöne und die automatischeMesswertspeicherung aktivieren oder deak-tivieren. Die Messwertanzeige des LC-Displayskann zudem in zwei Empfindlichkeitsbereichenmit hoher und niedriger Stellenanzahl einge-stellt werden.

Pn: Das BENNING MM 12 ist zweifelsfrei einerstklassiges Messgerät. Die Spezifikationund die Beschreibung belegen die vielfältigenFunktionen – der beigefügte Kalibrierscheindie hohe Qualität. Was unterscheidet dasMessgerät von denen anderer Hersteller imvergleichbaren Leistungssegment?

Enck: Gut, dass Sie auf die konkreten Leis-tungsmerkmale zu sprechen kommen. Tat-sächlich ist es so, dass es vergleichbareMessinstrumente gibt – jedoch meist zueinem deutlich höheren Preis.

BENNING | POWER news | 8/2017 | 54 | BENNING | POWER news | 8/2017

cher, eine Relativmessung, die Darstellung vonMaximal-, Minimal- und Durchschnittswertensowie eine Pegelmessung zur Verfügung.

Pn: Herr Enck, vielen Dank für das sehr in-formative Gespräch.

Autor/Kontakt: Tobias Enck

Tel.: +49 2871 93 111


Copyright-Hinweise:

Apple und das Apple-Logo sind Marken der Apple Inc., die in

den USA und weiteren Ländern eingetragen sind. App Store ist

eine Dienstleistungsmarke der Apple Inc.. IOS ist eine Marke

oder eine eingetragene Marke von Cisco, die in den USA und

weiteren Ländern eingetragen ist und in Lizenz verwendet wird.

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ortsfester Anlagen, da der Fehlerstrom nichtexakt definiert und keine Auslösezeit gemes-sen wird. Jedoch zeigt sie, dass der Schutz-leiter korrekt angeschlossen ist. Das BENNING MM 12 ist mit der wichtigenZusatzfunktion eines Tiefpassfilters (HRF) zurpräzisen Spannungs- und Frequenzmessungan Antriebssteuerungen und anderen elektri-schen Geräten, deren Grundfrequenz durchOberwellen überlagert ist, ausgestattet.Diese Eigenschaft erweist sich besonders fürden Industrieeinsatz als sehr wichtig.

Pn: Sowohl die Messkategorien, die den Anwendungsbereich für Messgeräte definieren,als auch das Messverfahren stellen in komple-xen Anlagen wichtige Auswahlkriterien dar. Was kann das BENNING MM 12 in diesemZusammenhang leisten?

Enck: Erfüllt wird die Anforderung der höchstenMesskategorie CAT lV 600 V / CAT III 1.000 V.Da sich die Angabe der Spannung immer aufErde bezieht, darf die Phase-Phase-Spannungum den Faktor 1,732 (√3) höher sein unddamit die Messspannung > 1.000 V anliegen.

sowie die Durchgangs- und Diodenprüfung.Sollte der Strommessbereich bis 10 A nicht ausreichend sein, kann zum Beispiel ein Stromzangenadapter wie das BENNING CC 3zur Messbereichserweiterung bis 300 A AC/DCeingesetzt werden. Die Eingangsbuchsenhaben in allen Funktionen einen 1.000-V-Über-lastschutz. Bei unkorrekter Beschaltung derBuchsen für den mA- und A-Bereich warntdas BENNING MM 12 mit einem Signal tonsowie der Anzeige „ProbE“.

Pn: Gibt es darüber hinaus noch Besonder-heiten, die für den Anwender von Interessesein könnten?

Enck: Die Umstellung auf eine niedrige Eingangsimpedanz (LoZ

Zusätzliche Sicherheit für das Kernkraftwerk Beznau

Modulare Stromversorgungssysteme von BENNING tragen

dazu bei, dass das Kernkraftwerk Beznau auch zukünftig rund

drei Millionen Menschen zuverlässig mit Strom versorgt.


USV-Systeme, Gleich- und Wechselrichterbilden in Verbindung mit entsprechendenBatterien gesicherte Stromversorgungsan-lagen, die sowohl bei vorhandenem Netzals auch bei Netzausfall wichtige Kernkraft-werksverbraucher mit Energie versorgen.Diese sind z. B.: • die Kraftwerksleittechnik • Melde-, Steuer- und Schutzelektroniken • Fernmess- und Fernwirktechnik • Telekommunikationseinrichtungen • Motoren • Magnetventile • PumpenDie USV-Systeme versorgen bei vorhande-ner Netzspannung die Verbraucher und lie-fern den Lade- bzw. Erhaltungsladestromfür die Batterien.Hierdurch wird gewährleistet, dass die Bat-terien bei einem Netzausfall immer mit ihrer

Das Kernkraftwerk Beznau (KKB) besteht aus zwei weitge-hend identischen Blöcken, welche mit Druckwasserreaktorenvon je 385 MWe elektrischer Leistung ausgerüstet sind. DasKernkraftwerk befindet sich in der Schweiz im unteren Aare-tal, nahe der Gemeinde Döttingen.Eigentümer und Betreiber des KKB ist die Axpo Power AG(ehemals Nordostschweizerische Kraftwerke AG). Seit Be-triebsaufnahme in den Jahren 1969 bzw. 1971 wurden rund250 Mio. MWh elektrische Energie erzeugt.

vollen Kapazität zur Verfügung stehen undsomit die Verbraucher ohne Spannungsun-terbrechung, entsprechend der Überbrü-ckungszeit, weiter sicher versorgt werden.

Nachrüstung der Stromversorgung

Zur Nachrüstung der gesicherten Stromver-sorgung setzt die Axpo Power AG auf modulare Stromversorgungsgeräte und -sys-teme von BENNING. Dank ihrer Modul-Tech-nik, die schon seit vielen Jahren erfolgreichin verschiedenen Anwendungen eingesetztwird, lässt sich die Verfügbarkeit der gesi-cherten Stromversorgung maximieren.

Nähe zum Kunden

Seinen Anfang nahm die Kooperation zwi-schen der Axpo Power AG und BENNING

im Jahr 2012. Auf die erste Kontaktauf-nahme seitens des Schweizer Energiekon-zerns folgten verschiedene Meetings undBesprechungen – sowohl am Standort desKKB als auch in der nur ca. 50 Kilometerdavon entfernten Niederlassung BENNINGSchweiz sowie in der Firmenzentrale BENNING Bocholt. Die Nähe zum Kundenermöglichte es, dass dessen hohe sicher-heitstechnische Anforderungen bei der Ent-wicklung maßgeschneiderter Lösungen op-timal berücksichtigt werden konnten.Die erste Lieferung der 1E-klassifiziertenStromversorgungen erfolgte im Januar 2015,nur kurze Zeit nachdem alle notwendigenQualifizierungen wie der Erdbeben-, derEMV-, der Typ- und der Klimatest erfolgreichbestanden wurden. Für jeden der beidenKraftwerksblöcke stellte BENNING 15 modu-lare Stromversorgungsgeräte bereit.


Modularer Gleichrichtereinschub

TEBECHOP HDI,

Ausgang: 110 V - 100 A oder

Ausgang: 24 V - 350 A

Gleichrichter ADC

(Modulausführung),

Ausgang: 14 V - 20 A

USV-Modul

ENERTRONIC modular,

Leistung: 20 kVA

Wechselrichtermodul

INVERTRONIC modular,

Ausgang: 400 V - 15 kVA

Foto: © Axpo Power AG


(Mean Time To Repair). Die Systemleistungkann jederzeit durch die Ergänzung oder Re-duzierung von Einschubmodulen flexibel ver-ändert werden – und das ohne eine Unter-brechung der Verbraucherversorgung zuverursachen. Ein Prinzip, das höchste Anfor-derungen an die Verfügbarkeit und Service-freundlichkeit voll und ganz erfüllt. Zusätzlichzur Redundanzerhöhung wurde der mehr-strängige Aufbau der Stromversorgungsge-räte beibehalten, gemäß dem Motto: Doppeltgesichert hält besser.

Training, Wartung & Service

Durch die intensive und erfolgreiche Zusam-menarbeit mit der Axpo Power AG konntengleich mehrere Folgeprojekte ermöglicht wer-den. BENNING stellt für das PRW-Projekt zuverlässige Stromversorgungen (255 kVAUSV-Anlagen) bereit und liefert mit der Unter-stützung aus dem Bereich Elektrische Ma-schinen mehrere 1E-klassifizierte Lüftungs-motoren. Auch fanden im BENNING TrainingscenterBocholt mehrere Schulungen statt, in denenMitarbeiter des KKB mit der Funktion derneuen modularen Stromversorgungen ver-traut gemacht wurden. Darüber hinaus ist geplant, dass BENNINGSchweiz zukünftig für das KKB die ortsnaheUnterstützung im Wartungs- und Servicebe-reich leistet. Es kümmert sich mit definiertenReaktions- und Antrittszeiten um die zum Erhalt der hohen Verfügbarkeit notwendigenWartungen. Dies ist ein weiterer wichtigerBeitrag, um die Sicherheit des KKB auch inZukunft dauerhaft zu gewährleisten.

Dazu zählten USV-Systeme der BaureiheENERTRONIC modular (60 – 80 kVA), Wech-selrichter des Typs INVERTRONIC modular(30 – 60 kVA) sowie Gleichrichter-Systeme(24 V / 140 – 1120 A; 110 V / 220 – 300 A)und alles eingebaut in erdbebensicher aus-gelegten Systemschränken. Da die für die Zulassung erforderlichen Quali-fizierungs-Nachweise über das KKB bei derAufsichtsbehörde ENSI frühzeitig eingegan-gen sind, konnten die von BENNING geliefer-ten Komponenten ebenfalls noch im Januar2015 in Betrieb genommen werden. WeitereProduktlieferungen sind in Abhängigkeit vonden nächsten geplanten Revisionszeiten vor-gesehen.

Hot-Plug-Einschubtechnik

Vor der Realisierung dieses Projektes wurdeim KKB ein mehrsträngiges System mit ge-sicherten Stromversorgungen aus Mono-blockanlagen eingesetzt. Monoblocksystemehaben im Vergleich zu den neuen modularenStromversorgungssystemen ein relativ hohesGewicht, ein großes Volumen und sind nichtflexibel skalierbar. Fällt eine der Monoblock-anlagen aus, so kann es zum Ausfall deskompletten Versorgungsstranges kommen –ein Szenario, das mithilfe der nun eingesetz-ten modularen Technik verhindert wird.

Die modularen Systeme aus dem HauseBENNING bestehen aus parallelschaltbarenStromversorgungsmodulen in Hot-Plug-Ein-schubtechnik. Die Parallelschaltung ergibt beieiner n+1 oder n+2 Redundanz Systeme mithöchster Verfügbarkeit und reduzierter MTTR

Autor/Kontakt: Paul-Gerd Demming

Tel.: +49 2871 93 410



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für weitere Informationen.

In der Leitwarte des Kraftwerks laufen alle Fäden zusammen. Die modu-

laren Stromversorgungssysteme von BENNING sichern die permanente

Verfügbarkeit der verschiedenen Systeme.

Dieses Wechselrichtersystem versorgt die Notbeleuchtung.

Die Einspeisung ist redundant ausgelegt und erfolgt aus

der 120 V Schiene. Jeder Wechselrichterschrank beinhaltet

drei Module des Typs INVERTRONIC modular.

Die installierten Stromversor-

gungen sind erdbebensicher

entsprechend der Klasse 1 E

ausgelegt. In der nebenstehen-

den Abbildung erkennt man

dieses u. a. an den Kreuzver-

strebungen der Wände und

Decken.

Dieses System beinhaltet bis

zu 20 Gleichrichter-Module der

Baureihe TEBECHOP 3000 HDI

(26 V / 1400 A).

Je KKW-Block sind vier der links

abgebildeten USV-Systeme mit den

entsprechenden Batterieschränken

installiert. Sie versorgen das Anla-

geninformationssystem der Leit-

warte und basieren auf der Baureihe

ENERTRONIC modular.

Die links abgebildete Stromversorgung gehört zum sog. VITAL-System.

Je KKW-Block sind vier dieser Systeme eingebaut. Es versorgt die

Instrumentierung der Leitwarte, die Notölpumpe und die 118 V Schiene.

Die Systemschränke beinhalten v.l.n.r.

• das Einspeisefeld mit einer Netzvorrangschaltung und AC-Verteilung

• das Gleichrichter-Feld mit bis zu 15 TEBECHOP 3000 HDI Modulen

und bis zu vier Gleichrichtermodulen der Baureihe ADC

• das Wechselrichter-Feld mit bis zu vier INVERTRONIC modular Modulen

• und das Abgangsfeld mit der AC- und der DC-Verteilung

Über die Gleichrichter wird das 120 V DC-Netz (z. B.: Notölpumpe und

Steuerspannung für Schaltanlagen) versorgt. Die Wechselrichter versor-

gen die Brandmeldeanlage, TXS sowie die Mess- und Meldesysteme.

Foto: ©

Axpo Pow

er AG

Foto: ©

Axpo Pow

er AG

Die BELATRON-Ladegeräte verfügen über

das in den Niederlanden begehr te BMWT

Energieeffizienzlabel der Klasse 1.

Dieses ermöglicht dem Investor die Bean-

tragung staatlicher Subventionen.

reduziert die CO2-Emission und ist somit einBeitrag zum Klimaschutz. Durch die einge-sparte Energie reduziert sich die CO2-Emis-sion um 980 kg und ist vergleichbar mit demCO2-Ausstoß eines Diesel-Fahrzeugs, daseine Strecke von über 7000 Kilometern zu-rücklegt.

Pn: Das ist in der Tat eine beeindruckendeMenge. Lassen Sie uns noch kurz beimThema Umweltschutz bleiben. Wenn man anBatterien denkt, assoziiert man damit zu-nächst einmal Chemie, Blei und Säure – aberweniger eine hohe Umweltfreundlichkeit. Wiegehen Sie damit um?

Tabor: Das mag vielleicht richtig sein, aberich versichere Ihnen, dass die von uns ange-botenen Produkte von hohem Respekt ge-genüber der Umwelt zeugen. Wir sind vonelektrischer Energie als grüne Alternative zuden natürlichen Ressourcen überzeugt.Daher bieten wir diese auch an – und das miteinem ganz klaren Ziel: Unser Bestreben liegtdarin, der beste Anbieter von innovativen und

raus resultieren deutlich sinkende Energie-kosten sowie eine erheblich geringere CO2-Emission.Besonders energieeffiziente Produkte wiedas BELATRON werden in den Niederlandenim Übrigen durch den Energie InvesteringsAftrek (zu Deutsch: Energie-Investitionsab-zug) subventioniert, um noch einen weiterenVorteil zu nennen.

Pn: Was bedeutet die mit dem BELATRONverbundene CO2-Reduktion konkret in Kilo-wattstunden umgerechnet?

Tabor:Wenn wir davon ausgehen, dass eineherkömmliche 48 V bis 500 Ah Antriebs -batterie an 240 Tagen im Jahr mit einem BELATRON-Hocheffizienz-Ladegerät aufge-laden wird, dann beträgt die jährliche Erspar-nis an elektrischer Energie gegenüber einemkonventionellen Ladegerät ca. 1900 kWh.Beim Erzeugen der für eine Batterie-Ladungbenötigten elektrischen Energie wird pro Ki-lowattstunde ca. ein halbes Kilogramm CO2freigesetzt. Jede eingesparte Kilowattstunde

zukunftsweisenden Energiespeicherlösungenwie Lithium-Ionen-Systemen oder Brenn-stoffzellen zu sein. Um das zu realisieren undmaximal hochwertige und emmisionsreduzie-rende Produkte anzubieten, arbeiten wir mitdem Unternehmen BENNING zusammen,das die vorgegebenen ISO-Normen einhält.

Pn: Wie bewerten Sie den Einsatz von Li-thium-Ionen-Systemen aus ökologischer undökonomischer Sicht?

Tabor: Der Einsatz von Lithium-Ionen-Syste-men erweist sich als absolut sinnvoll und ren-tabel. In vielen Fällen setzen wir bei der Pla-nung neuer Installationen bereits auf dieseSysteme. Sie reduzieren die benötigten Ener-giekosten nochmals um ca. 30 % – gleichesgilt auch für die CO2-Emissionen. Darüber hi-naus bietet die Möglichkeit von Zwischenla-dungen verglichen mit Blei-Säure-Batteriendeutlich mehr Flexibilität im Praxiseinsatz.

Pn: Kommen wir nochmal auf die von Ihnenangebotenen Ladegeräte zurück. Inwiefern

beeinflusst deren Qualität die Alterung derBlei-Säure-Batterien?

Tabor: Was Hocheffizienz-Ladegeräte wiedas bereits genannte BELATRON betrifft, sowurde bei den für Nassbatterien vorgesehe-nen Kennlinien besonderer Wert auf die Op-timierung des Ladefaktors gelegt. Außerdem erfolgt die bei diesen Batterien er-forderliche Säuredurchmischung in der Nach -ladephase durch eine sehr effektive Pulsla-dung. Dadurch kann die Gasungsphaseverkürzt werden, sodass sich der Wasserver-brauch und der Temperaturanstieg in derBatterie verringern. Die verkürzte Nachlade-zeit senkt die Wartungskosten, führt zueinem reduzierten Verbrauch an elektrischerEnergie und hat ebenso einen positiven Einfluss auf die Lebensdauer der Antriebs-batterie. Auch beim Wiederaufladen von teilentlade-nen Batterien optimiert die Ladeelektronikden Ladefaktor und sorgt für eine Vollladungbei geringer Temperaturentwicklung und re-duziertem Wasserverbrauch.


In Deutschland eher unbekannt, aber in den Niederlanden von großer Bedeutungist die Prüfstelle KEMA (Keuring van Elektrotechnische Materialen te Arnhem, zuDeutsch: Inspektion elektrischer Betriebsmittel in Arnheim). Sie berät und unter-stützt behördliche Organisationen, Hersteller, Lieferanten und Verbraucher im Be-reich der Elektroindustrie – und das bereits seit dem Jahr 1927. Das von der KEMAausgegebene KEMA-KEUR-Kontrollzeichen bestätigt dem Verbraucher, dass dasProdukt getestet wurde und sicher ist – in etwa wie das hierzulande gängige Güte-siegel der VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut GmbH.

durch welche weiteren Qualitätsmerkmalesich die Celectric-Produkte auszeichnen, da-rüber sprach POWER news (Pn) mit HerrnBas Tabor, Vertriebsleiter von Celectric.

Pn:Herr Tabor, das Un -ternehmen BENNINGist einer Ihrer langjäh-rigen, leistungsstar-ken Partner. Inwiefernunterscheidet sich dasBELATRON-Traktions -ladegerät, für das Siedie KEMA-KEUR-Zer-

tifizierung erhalten haben, von konventionel-len Ladegeräten?

Tabor:Wir bieten unsere Produkte und Dienst -leistungen in unterschiedlichsten Marktseg-menten an. Daher benötigen wir ein Ladegerätder Gerätereihe BELATRON von BENNING,welches die EMV-Grenzwerte für alle Berei-che erfüllt.Eine wichtige und spezielle Eigenschaft desBELATRON-Ladegerätes ist, dass es miteiner geregelten Ladekennlinie arbeitet, wo-durch jegliche Mangelladungen oder Überla-dungen durch Netzspannungsschwankun-gen verhindert werden. Im Vergleich zukonventionellen Ladegeräten reduziert esalso den Verbrauch elektrischer Energie wäh-rend des Ladevorganges um 25 % – und da-

Als einer der ersten Anbieter für Speicher-energielösungen in den Niederlanden hat Celectric eine KEMA-KEUR-Zertifizierung fürdas von BENNING entwickelte BELATRONHocheffizienz-Ladegerät erhalten. Die komplette Produktreihe wurde hierzu imBENNING-Werk Bocholt einem umfangrei-chen Test seitens der KEMA unterzogen –mit dem Ergebnis, dass diese einer Effizienzder Energieklasse I entspricht. Damit gehört das BELATRON zu den weni-gen Ladegräten in den Niederlanden, welchedie beste von insgesamt sechs Energieklas-sen des s. g. BMWT-Efficiency-Labels auf-weisen. BMWT ist ein niederländischer Fach-verband für Hersteller und Importeure vonBaumaschinen, Lagermöglichkeiten, Stra-ßenbau und Verkehrstechnik. Voraussetzung für die Zertifizierung war u. a.der Nachweis einer sinusförmigen Stromauf-nahme mit einem Power Faktor von nahezu1, durch die keinerlei Blindleistungsaufnahmeentsteht und die Spitzenstromwerte erheb-lich reduziert werden können. Ebenso erfülltdas BELATRON die EMV-Werte für Industrie-gebiete auch die deutlich niedrigeren Grenz-werte für Wohn-, Geschäfts- sowie Gewer-bebereiche und weist eine sehr niedrigeEingangs-Gesamtverzerrung (THDi) auf.

Was die hohe Energieeffizienz in Bezug aufdas Thema CO2-Emission bedeutet und

Celectric erhält Auszeichnung für BELATRON Hocheffizienz-Ladegeräte

Die von BENNING entwickelten Ladegeräte zählen zu den

wenigen Traktionsladegeräten, die in den Niederlanden mit

dem begehrten Gütesiegel KEMA-KEUR ausgezeichnet wurden.


Über CELECTRIC

Celectric ist ein in den Niederlanden gegründeter und ansässiger, international ausgerichteter Energie-speicher-Konzern. Spezialisiert auf moderne und innovative Speicherenergielösungen, insbesondere imBereich der Intralogistik, liefert dieser seinen Kunden ein breites Spektrum an Batterien, Ladegeräten,entsprechendem Zubehör und Service. Produkte und Dienstleistungen, die dafür sorgen, dass Motoren,Maschinen und andere Anwendungen ihre Leistung mühelos nach höchsten Standards erbringen kön-nen. Um dies zu erreichen, steht ein rund 75-köpfiges Team aus Fachleuten zur Verfügung. Es kümmertsich darum, hochqualitative Produkte von maximaler Zuverlässigkeit zu entwickeln und gleichzeitig denhöchsten wirtschaftlichen und ökologischen Anforderungen bestmöglich nachzukommen.

Auch bei der Wahl der Geschäfts- und Kooperationspartner ist Celectric der Faktor Qualität von sehrgroßer Bedeutung. Ein Anspruch, welcher durch die Auszeichnung KEMA-KEUR in besonderem Maßegewürdigt wird. Ebenso ist das Unternehmen bereits nach DIN EN ISO 9001 und 14001 sowie VCA**(Veiligheid Gezondheid en Milieu Checklist Aannemers) zertifiziert.



niker vor Ort sofort zu erkennen, wie derElektrolytzustand der Batterie ist und obnachgefüllt werden muss. Das spart uns sehrviel Zeit im Vor-Ort-Service.

Pn: Welche weiteren Vorteile und Möglichkei-ten liefert die Nutzung eines BATCOM-Bat-teriecontrollers?

Tabor: Betreiber von großen Staplerflottenerhalten eine Vielzahl von operativen Datenüber ihre Stapler, nicht aber über ihre Batte-rieflotte. Die Batterie ist jedoch ein wichtigerAspekt des Staplers. Durch die Nutzung desBatteriecontrollers BATCOM erhalten Sie nuneinen Einblick in den Batteriezustand sowiein eine Vielzahl anderer relevanter Batterieda-ten. Der BATCOM misst, zeichnet auf undsignalisiert relevante Einsatzdaten über Stap-ler und Traktionsbatterie. Die Daten könnendann z. B. mittels Notebook oder PC abge-rufen werden.Ein weiterer interessanter Aspekt könnte inden nächsten Jahren der Bereich der Li-thium-Batterien werden – auch da stehen wirmit den Entwicklungen im UnternehmenBENNING in engem Kontakt.

Pn: Herr Tabor, vielen Dank für das sehr in-formative Interview.

Autor/Kontakt: Manfred Wies

Tel.: +49 2871 93 233



... ausgezeichnete Energieeffizienz

3

1

2

Im Celectric-Batterieladeraum werden die zuvor

assemblierten Batterien geladen sowie die

bereits gebrauchten Batterien gewartet und in-

standgesetzt.

Dazu werden zum einen BELATRON-Hocheffi-

zienz-Ladegeräte als Stand-/Wandgehäuse ein-

gesetzt (vgl.1) und zum anderen die platzspa-

rende Industrieausführung BELATRON UC (vgl.

2). Dieses System kann bis zu zwölf BELATRON

Ladegeräte aufnehmen.

Parallel dazu steuern und überwachen die

ebenfalls von BENNING gefertigten Batteriefor-

mations- und Testsysteme BFS 2000 (vgl. 3) die

bei der Herstellung von Batterien erforderlichen

Formations- und Testvorgänge. Für eine einfach

durchzuführende Serienprüfung entwickelt, spa-

ren diese Lade-Entladestromrichter Zeit und

Energie gegenüber anderen Verfahren.

Pn: Ihr Unternehmen ist nicht nur für den Ver-kauf oder das Leasing von hochwertigen undzukunftsweisenden Produkten aus dem Be-reich Energieversorgung zuständig, sondernversteht sich auch als innovativer Dienstleis-ter. Was genau macht Ihre Servicephiloso-phie aus?

Tabor: Mehr als 70 % unserer Mitarbeiterhaben eine kundenorientierte Funktion. Dasheißt, sie stehen in direktem Kontakt mit denKunden, beraten diese bei der Wahl des pas-senden Energiesystems oder kümmern sichdirekt vor Ort um die Durchführung operativerArbeiten, die Montage sowie die Instandhal-tung. Das Thema Transparenz spielt dabeieine ganz entscheidende Rolle. Unsere Kun-den erhalten zu jeder Zeit einen vollständigenÜberblick über Kosten und erbrachte Leis-tungen.Ebenso profitieren sie von einer hohen Flexi-bilität. Wir führen Instandhaltungs- sowieWartungstätigkeiten stets schnell und zuver-lässig durch und garantieren eine flexible,perfekt auf individuelle Kundenwünsche aus-gelegte Vertragsgestaltung. Die vertraglichenLeistungen basieren auf den speziellen An-forderungsprofilen unsere Kunden zum Zeit-punkt des Vertragsabschlusses – und solltensich die Kundenanforderungen während derVertragslaufzeit ändern, stellt eine nachträg-liche Anpassung kein Problem dar.

Pn: Sie sprachen anfangs davon, dass SieIhre Dienstleistungsangebote nach und nachkundenorientiert weiterentwickeln. KönnenSie dafür ein Beispiel geben?

Tabor: Sehr gerne. Auf Basis unserer lang-jährigen Erfahrung mit dem Service undder Wartung von Traktionsbatterien und Ladegleichrichtern haben wir das CelectricSecure Programm entwickelt – ein kom-plettes Dienstleistungspaket, das eine All-inclusive-Störungsbeseitigung bei bis zu1500 Ladezyklen bietet. Der Kunde erhältwährend dieser Zeit einen lückenlosen Über-blick über die Kosten und Dienstleistungen,welche für den Unterhalt seiner Energieversor-gung, z. B. für die elektrischen Flurförderzeuge,notwendig sind. Damit leistet Celectric Secureeinen wesentlichen Beitrag zur Einsatzmaxi-mierung, kombiniert mit einer effizienten Kos-tenverwaltung für alle im Unternehmen eige-setzten elektrischen Transportmittel. DerKunde spart auf diese Weise also Geld undbehält stets den Überblick.

Pn: Natürlich müssen Sie auch Ihre eigenenKosten im Service effizient gestalten. Wielässt sich das mit der Auswertung jeder ein-zelnen Batterie innerhalb der Flotte vereinba-ren?

Tabor: Wir nutzen hierzu das BENNINGTraktion Monitoring. Bei kleineren Installatio-nen können wir einfach per Laptop und USB-Anschluss auf die in den Ladegeräten ge-speicherten Protokolle zugreifen und diesefür jede Batterie auswerten. Eine Möglichkeit,die bei größeren Ladestationen sogar onlinerealisierbar ist – und zwar so, dass eine Bat-teriewartung vorbeugend, also noch voreinem Ausfall oder Stillstand erfolgt.

Pn: Angenommen Sie planen und installiereneine komplette Ladestation. Inwieweit spieltdie Flächeneffizienz dabei eine Rolle?

Tabor: Am liebsten würden viele unsererKunden dafür natürlich keinen Raum bereit-stellen – aber nur mit dezentralem Laden wiees bei LIONIC-Systemen möglich ist, lässt essich in der Praxis noch nicht überall umset-zen. Aber auch hier bietet BENNING mit demBELATRON UC (s. Abb. rechts) eine optimaleLösung. Dieser ist modular erweiterbar undkann auf einer Grundfläche von 80 x 80 cmzwölf Lademodule mit bis zu 24 V und 80 Aoder 48 V und 60 A aufnehmen – bzw. dreiLademodule mit bis zu 80 V und 240 A.

Pn: Sie arbeiten mit einem Fixpreis. Ist dasnicht in gewisser Weise ein Risiko?

Tabor: Nein, das sehe ich nicht so. Die Ce-lectric Secure Tarife basieren auf einem Kaufoder leistungsabhängigen Leasing der Bat-terien oder Gleichrichter. Daher setzen wirausschließlich auf Qualitätsprodukte – und inVerbindung mit den bereits erwähnten Moni-toring-Lösungen lassen sich frühzeitig Fehlererkennen, noch bevor ein Problem, z. B. dieSchädigung einer Batterie, auftritt.

Pn: Ist das nicht insbesondere auch im Lea-sing-Geschäft von großer Wichtigkeit?

Tabor: Da haben Sie absolut Recht, schließ-lich garantieren wir lange Laufzeiten. Aus die-sem Grund nutzen wir zum Batterie-Monito-ring die BATCOM Plus Batteriecontroller. Siedienen dem Erfassen und Analysieren derAuslastung und des Zustandes der Batterie-flotte. Außerdem helfen die LEDs dem Tech-


MTBF = 1/λ

68

1/0,1467 = = 681

Verfügbarkeit =

MTBF/(MTBF + MTTR)

F = 1/λ F = 1/

vollständigem Ausfall in den vollen Betriebzurückkehrt. Mit anderen Worten wie langees dauert, ein System vollständig zu reparie-ren. Diese „Reparaturzeit“ wird typischer-weise als Mean Time To Repair (MTTR) be-zeichnet und ergibt zusammen mit der MTBFfolgende Verfügbarkeitsgleichung:

Verfügbarkeit = MTBF/(MTBF + MTTR)

Anhand dieser Gleichung können wir erken-nen, dass bei einer MTTR von 0 Stunden dieSystemverfügbarkeit bei 100 % liegt und un-abhängig von der MTBF des Systems zu be-trachten ist. Daraus folgt, dass zur Maximie-rung der Verfügbarkeit eine Minimierung derMTTR des Systems erforderlich ist.

Wir können also festhalten, dass eine nied-rige MTTR die Verfügbarkeit von zuverlässi-gen Systemen erhöht. Generell gilt, dass bei gleicher MTTR zweierSysteme das System mit der höheren MTBFverfügbarer ist als das System mit der nied-rigeren.

fallrate eines Systems und wird in der Zuver-lässigkeitstechnik mit λ (Lambda) ausge-drückt. Wenn λ die Wahrscheinlichkeit an-gibt, dass ein System ausfällt, so beschreibt1/λ die Wahrscheinlichkeit, dass ein Systemnicht ausfällt. Da jedes System zu irgendei-nem Zeitpunkt ausfällt, kann λ niemals 0 %sein und die Zuverlässigkeit des Systemskann niemals 100 % betragen.

Prozentuale Wahrscheinlichkeiten sind für diemeisten von uns schwieriger zu verstehen alskonkrete Zeitangaben. Aus diesem Grund istes einfacher, die Zuverlässigkeit eines Sys-tems als die durchschnittliche Anzahl vonStunden zu betrachten, die bis zum Zeit-punkt eines Ausfalls vergehen. Dieses Maßan Zuverlässigkeit wird auch als Mean TimeBetween Failures (MTBF) bezeichnet. Es giltalso:

MTBF = 1/λ

Die ausschließliche Verwendung der MTBF-Zahlen zur Abschätzung der ausfallfreien

Beide Definitionen scheinen sehr ähnlich zusein und daher in einer engen Beziehung zu-einander zu stehen. Bei genauerer Betrach-tung fällt jedoch auf, dass sie einige feine Un-terschiede aufweisen – und eben dieseUnterschiede zwischen den Begriffen führenzu Missverständnissen, wenn diese nicht be-kannt sind.

Auch wenn es zunächst so scheint, ist dieZuverlässigkeit nicht der wichtigste Faktorbeim Design und Betrieb von USV-Systemen. Letztere müssen Tag für Tag jede Sekundeverfügbar sein, weswegen eine maximaleSystemverfügbarkeit das übergeordnete Zieldarstellt. Sowohl die verwendete Technologieals auch die Konfiguration können die Verfüg-barkeit erheblich beeinträchtigen.

Bedeutung der Zuverlässigkeit

Jedes mechanische oder elektrische Sys-tem, das jemals erfunden wurde, wird nachlängerem Betrieb irgendwann versagen.Diese Wahrscheinlichkeit ist bekannt als Aus-

Systemlaufzeit kann jedoch irreführend sein.Zum Beispiel wurde 2013 im Rahmen einerVersicherungsstudie ermittelt, dass ein 30-jähriger Mann mit einer Wahrscheinlich-keit von 0,1467 % innerhalb eines Jahressterben würde. Wendet man diesen Prozentsatz auf dieobige MTBF-Gleichung an, so ergibt sich fol-gende Lebenserwartung:

MTBF = 1/λ = 1/0,1467 = 681 Jahre

Die Tatsache, dass in der heutigen Zeit kein30-jähriger Mann eine Lebenserwartung von681 Jahren hat, zeigt auf, wie irreführend dieZuverlässigkeitsstatistik sein kann, wenn sieisoliert verwendet wird.

Bedeutung der Verfügbarkeit

Wenn die Verfügbarkeit die Wahrscheinlich-keit meint, dass ein System dann arbeitet,wenn es erforderlich ist, müssen wir einenweiteren Faktor berücksichtigen – und zwarwie lange es dauert, bis das System nach

Modulare Stromversorgungs- und Wandlertechnologien wer-den bereits seit vielen Jahren erfolgreich in verschiedenenMarktsegmenten (z. B. Medizin oder Telekommunikation) ein-gesetzt. Auch im Bereich der Computertechnik und Software-entwicklung ist das Prinzip der Modularität schon lange Zeitein wichtiger Bestandteil, da die Verwendung vorgefertigterSoftwarebausteine bei der Erstellung eines neuen Systems erhebliche Zeiteinsparungen ermöglicht. In industriellen An-wendungen hingegen hat sich die Modularität bisher nur sehrlangsam verbreitet. Eine Entwicklung, die zum Teil auf ein begrenztes Wissen über die Bedeutung und Funktion soge-nannter „ilities“ zurückzuführen ist.

Der Begriff „ilities“ findet vor allem im engli-schen Sprachraum häufige Verwendung undbeschreibt die an ein System gestellten Qua-litätsmerkmale wie Verfügbarkeit, Zuverläs-sigkeit, Skalierbarkeit, Flexibilität und Wart-barkeit. Im zweiten von fünf Artikeln stehen die „ilities“Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit im Fokus.Wir betrachten dazu im Detail die techni-schen und mathematischen Hintergründeund erläutern, wie beide Begriffe im Zusam-menhang mit der zunehmend verbreitetenmodularen Technologie stehen. Bevor auf die Ähnlichkeiten und Unter-schiede zwischen Verfügbarkeit und Zuver-lässigkeit eingegangen wird, definieren wir siezunächst wie folgt: Zuverlässigkeit ist eine Ei-genschaft, die angibt, wie verlässlich dieFunktion eines technischen Produktes oderSystems in einem bestimmten Zeitraum er-füllt wird. Die Verfügbarkeit bezieht sich auf die Wahr-scheinlichkeit, dass ein technisches Produktoder System bestimmte Anforderungen ineinem bestimmten Zeitraum erfüllt.

Modulare Stromversorgungssystemein industriellen AnwendungenDie Bedeutung der Begriffe Verfügbarkeit

und Zuverlässigkeit im Zusammenhang mit

modularer Technologie.

USV-System in modularer Einschubtechnik

mit voneinander unabhängigen und

eigenständigen USV-Modulen

Unterbrechungsfreier und einfacher

Modultausch durch Hot-Plug-Technologie

ENERTRONIC modular SE,

40 kW Modul


komponenten doppelt so hoch wie die einereinzigen USV-Lösung ist. Ebenso nehmenwir an, dass die MTBF des Systems wie imvorherigen Beispiel bei 800.000 Stundenliegt.

Da die Systemkomponenten (PCBs, IGBTsetc.) bei einem modularen Blocksystem inverschiedene Baugruppen aufgeteilt sind, diesich leichter austauschen lassen als einzelneKomponenten, ist die MTTR hier niedrigerund liegt z. B. nur bei vier Stunden – nicht wie bei der Anlage vorher, wo die einzelnenBauteile nach acht Stunden getauscht werden müssen. Also haben wir folgende Gleichung:

MTBF/(MTBF + MTTR) = 800.000/(800.000 + 4) = 800.000/(800.004) = 99.9995 %

Dies zeigt, dass mit einer Reduzierung derMTTR eine signifikante Verbesserung derSystemverfügbarkeit einhergeht.

Da die Systemkomponenten (PCBs, IGBTsetc.) in dieser Topologie jedoch separat inden USV-Schränken untergebracht sind unddaher gesondert aus dem USV-System ent-fernt und/oder hinzugefügt werden müssen,ist es erforderlich, alle Komponenten vor Orteinzeln zu ersetzen. Dies bedeutet, dass dieMTTR dieser Topologie die höchste der dreiTopologien ist. Nehmen wir für diese einenWert von acht Stunden an, so ergibt sich fürdie Systemverfügbarkeit folgende Gleichung:

MTBF/(MTBF + MTTR) = 800.000/(800.000 + 8) = 800.000/(800.008) = 99.999 % (oft auch als „fünf Neuner“

Zuverlässigkeit bezeichnet)

Modulare Block-Architektur

Wie bei der herkömmlichen Monoblock-Topologie besteht diese parallel-redundanteSystemkonfiguration aus zwei getrenntenUSV-Anlagen (n+1 = 1+1), die die kritischeLast versorgen und deren Anzahl an System-

Beispiele: Zuverlässigkeit vs. Verfüg -barkeit

Erinnern Sie sich noch an die drei modularenUSV-Topologien, die im ersten Artikel „Mo-dularität“ unserer Reihe diskutiert wurden?Dabei kam es zu einer Differenzierung zwi-schen den Systemtopologien „TraditionelleMonoblock-Systeme“, „Modulare Block-Ar-chitektur“ und „Modulare Einschubtechnik“.

Wir werden nun die jeweiligen MTBFs undMTTRs dieser Topologien untersuchen, umfestzustellen, welche Auswirkungen die ver-schiedenen Topologien auf die Systemzuver-lässigkeit und vor allem auf die Systemver-fügbarkeit haben. Um den Schutz kritischer Lasten zu maximie-ren, soll folgendes vorausgesetzt werden:

1. Alle USV-Module besitzen ein hochquali-tatives, industrielles Design.

2. Die Systeme werden ordnungsgemäß, inÜbereinstimmung mit den Herstelleremp-fehlungen gewartet und in Stand gehalten.

3. In allen drei Beispielen beträgt die kritischeLast 120 kVA.

4. Alle drei Systeme sind parallel-redundante(n+1) USV-Anlagen.

Traditionelles Monoblock-System

In dieser Topologie umfasst das parallel-redundante System zwei getrennte USV-Monoblock-Systeme, die die kritische Last(n+1 = 1+1) versorgen. Die Anzahl der Sys-temkomponenten ist daher doppelt so großwie die einer nicht-modularen USV-Lösung.

Eine steigende Anzahl von Systemkompo-nenten geht einher mit einer höheren Ausfall-wahrscheinlichkeit. Da das System jedochparallel-redundant ist, wird ein Komponen-tenfehler in einem der USV-Schränke die kri-tische Last nicht dem Stromversorgungsnetzaussetzen und führt daher nicht zu einemSystemfehler. Wir haben daher ein sehr zu-verlässiges System und nehmen für das fol-gende Beispiel an, dass eine MTBF von800.000 Stunden vorliegt.

Modulare Stromversorgungssysteme

Das USV-System ist skalierbar und

kann mit Ihren Anforderungen wachsen

USV-System-Design als DPA (Decentralised Parallel

Architecture) – ein Single Point of Failure ist aufgrund

der vollständigen Redundanz nicht vorhanden

Dezentral-Parallele-Architektur

Netz 1 Netz 2

Zur Einstufung der Verfügbarkeit eines Rechenzentrumshat das US-amerikanische Uptime Institut die s.g. „Tier-Klassifizierung“ als weltweiten Standard eingeführt. Die-ser ist Teil der TIA-942 (Telecommunications Infra-structure Standard for Data Centers) und kann sowohlauf einzelne Systeme wie z. B. Klimageräte oderUSV/UPS als auch auf das gesamte Rechenzentrum an-gewendet werden. Tier I steht für eine Verfügbarkeit von99,67 % mit einer jährlichen Ausfallzeit von 28,8 Stunden,Tier II für eine Verfügbarkeit von 99,75 % mit einer jährli-chen Ausfallzeit von 22 Stunden, Tier III für eine Verfüg-barkeit von 99,982 % mit einer jährlichen Ausfallzeit von1,6 Stunden – und Tier IV entspricht einer Verfügbarkeitvon 99,995 %, was eine jährlichen Ausfallzeit von 0,8Stunden bedeutet. Während die Stufen Tier I und II bei herkömmlichen PC-Arbeitsplätzen und Office-Servern vorzufinden sind, isteine Verfügbarkeit der Stufe Tier III für prozesskritischeAnwendungen im Industriebereich nahezu unum gäng -lich. Voraussetzung hierfür ist die n+1 Redundanz. DasOptimum (Stufe IV) wird bei jenen Unternehmen benötigt,die an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhr Dienstleistun-gen erbringen – z. B. Rechenzentren aus dem Finanzsek-tor. Hier sind alle Komponenten und Leitungs wege 2n+1redundant aufgebaut, damit Single Points of Failure vollund ganz vermieden werden.

BF/(MTBF + MTT

= 99.9995 %

= 1/λ

Zuverlässigkeit

0.000/(800.000 + 8)

Verfüg barkeit

99.99996 %

681

MTBF/(MTBF + MTTR

MTBF = 1/λ =

sechs Neuner



Zuverlässigkeit



Die parallel-redundante Modulkonfigurationerhöht die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeitder Stromversorgung für die kritische Lastund sollte daher so weit wie möglich genutztwerden. Modulare Einschubtechnik hingegenmaximiert die Systemverfügbarkeit. Im nächsten Artikel der fünfteiligen Reihe „ilities“ soll zum einen das Thema Skalierbar-keit diskutiert werden. Zum anderen werdenwir uns der Fragestellung widmen, wie einemodulare Topologie die Investitionsausgabenfür längerfristige Anlagegüter (CapEx) und die Betriebskosten eines Stromversorgungs -systems (Opex) minimieren kann.

Kontakt: Alexander Prömel

Tel.: +49 2871 93 238


Für die Systemverfügbarkeit gilt also:

MTBF/(MTBF + MTTR) = 500.000/(500.000 + 0.17) = 500.000/(500.000,17) = 99,99996% (häufig auch als „sechs Neu-ner“ Zuverlässigkeit bezeichnet)

Dieses beweist, dass eine Minimierung derMTTR eine signifikante Verbesserung derSystemverfügbarkeit zur Folge hat – unab-hängig davon, ob die MTBF des Systemsverringert wurde.

Fazit: Modulkonfiguration nutzen

Alles in allem lässt sich festhalten, dass dieVerfügbarkeit das wichtigste Merkmal einesStromversorgungssystems darstellt. Wiehoch diese ist, das hängt maßgeblich vonder Zuverlässigkeit der verwendeten Moduleab. Noch wichtiger ist jedoch deren Topolo-gie und die Art und Weise, wie die Modulekonfiguriert sind.

Modulare Einschubtechnik

In dieser Topologie haben wir aus Gründen,die in den Kapiteln „Skalierbarkeit“, „Flexibili-tät“ und „Wartbarkeit“ noch erläutert werden,vier parallel-redundante 40 kW Module aus-gesucht, die eine kritische Last versorgen.Da die Anzahl der Systemkomponenten umein vielfaches höher ist als die einer einzigenUSV-Lösung, müssen wir davon ausgehen,dass die MTBF des Systems niedriger ist als die eines Monoblock- und Modulbau-steinsystems. Wir wollen für unsere bevor -stehende Gleichung von 500.000 Stunden ausgehen.

Da jedes USV-Modul in dieser Topologie einvollständiges und voll funktionsfähiges Strom -versorgungssystem darstellt, das in wenigerals zehn Minuten im laufenden Betrieb desGesamtsystems ausgetauscht werden kann(„hot-swapped“, siehe Modularitätsartikel),liegt die MTTR bei einem sehr beeindrucken-den Wert von 0,17 Stunden.

Zur Einstufung der Verfügbarkeit eines Re-chenzentrums hat das Bundesamt für Si-cherheit in der Informationstechnik (kurz: BSI)eine Einteilung in sechs Verfügbarkeitsklassen(VK) vorgenommen. Ab VK 4 liegt eine Höchst verfügbarkeit von99,999 % vor, wie wir sie mit der Gleichungzum traditionellen Monoblock-System be-rechnet haben. Diese Verfügbarkeitsklasseerlaubt nur noch ganz geringe Unterbrechun-gen, welche in der Nutzung kaum feststellbarsind. Das Resultat eines parallel-redundantenSystems, wie es in vielen prozesskritischenAnwendungen des Industriebereiches vorzu-finden ist. Selbiges empfiehlt sich aber vorallem für Finanzkonzerne, deren Rechenzen-tren an 365 Tagen im Jahr rund um die Uhrstörungsfrei funktionieren müssen.

Modulare Stromversorgungssysteme

ENERTRONIC modular SE,

40 kW Modul der IT-Serie

USV-System der IT-Serie mit

ENERTRONIC modular SE Modulen 99.99996 % 1/λ

Ständer nach dem Pyrolyseprozess

D.-HS-Motor nach der Anlieferung

Zwei bis vier Prozent der ursprünglichenAnschaffungskosten investieren deutscheUnternehmen jährlich in die Instandhal-tung ihrer Produktionsanlagen. Eine Inves-tition, die sich auszahlt – denn fällt eine industrielle Anlage einmal aus, drohen gravierende Konsequenzen. Bereits kurzeAusfallzeiten können die betroffenen Unternehmen nicht nur Zeit und Geld kos-ten, sondern auch dem Firmenruf schadenoder verunsicherte und unzufriedene Kunden zur Folge haben. Ein Worst-Case-Szenario dieser Art ereignete sich Anfang2016 bei einem Petrochemie-Unterneh-men aus dem Ruhrgebiet. Die defekteWicklung eines älteren Motors sorgte fürden vollständigen Stillstand eines Hoch-druck-Kolbenkompressors und somit dergesamten Produktionsanlage.

Um die finanziellen Einbußen so gering wiemöglich zu halten, entschied man sich gegeneinen Neubau. Dieser hätte voraussichtlich eineLieferzeit von knapp einem Jahr in Anspruch

genommen, da es sich bei der Motorausfüh-rung um ein Unikat handelt. Stattdessen hoffteman darauf, zeitnah ein Unternehmen zu finden, das sich um eine Instandsetzung küm-mern würde. Die Suche nach einem passen-den Kooperationspartner gestaltete sich jedochalles andere als einfach, da das Alter und diespezifischen Eigenschaften des Motors einspezielles Fachwissen erforderten.

Kleine Drehzahl, hohes Drehmoment

Der sehr robuste, ca. 12 Tonnen schwereMotor mit den Maßen 3500 mm x 3000 mmx 2200 mm (Länge x Breite x Höhe) wurde1972 vom Hersteller AEG speziell für die Anwendung im Petrochemie-Bereich ange-fertigt. Eine für heutige Motoren eher untypische Eigenschaft ist seine Kombination aus relativkleiner Drehzahl und sehr hohem Drehmo-ment. Sie macht ihn zu einem Modell, das inexakt dieser oder ähnlicher Form schon län-ger nicht mehr hergestellt wird.

Motorinstandsetzung für Unternehmender Petrochemie-BrancheIn erfolgreicher Teamarbeit sorgte BENNING dafür, dass der

Produktionsstillstand um mehrere Monate verkürzt wurde.

Präventiver Service

Dank der langjährigen Erfahrung im Bereichder Maschinendiagnose und Messtechnikist es BENNING möglich, einen maßge-schneiderten, perfekt auf das Anforde-rungsprofil ausgerichteten Wartungsserviceanzubieten. Dazu gehört u. a. das zustands-orientierte Anlagenmonitoring zur proaktivenÜberwachung, um Unterbrechungen bereitsim Vorfeld zu minimieren oder ganz auszu-schließen. Nach einer ausführlichen Prüfungder Zustandsbestimmung werden demKunden verschiedene Lösungsansätze zumsicheren Betrieb präsentiert. BENNING liefertdamit nicht nur Messdaten, sondern auchkonkrete Handlungsempfehlungen.



sein würde. Nach mehreren Verhandlungen,in denen BENNING für eine sehr schnelle Inbetriebnahme des Motors Sonderprämien versprochen wurden, einigte man sich aufeinen Zeitraum von drei Monaten bis zumAuslieferungstermin. Eine Zeitspanne, die fürein Projekt dieser Art zwar sehr knapp be -messen ist, aber dank des Einsatzes zahlreicherBENNING-Mitarbeiter aus dem Bereich elektri-sche Maschinen genau eingehalten werdenkonnte.

Um den Motor unbeschädigt vom Firmen -gelände zum BENNING-Werk zu transportie-ren, musste der hierfür eingesetzte LKW einespezielle Vorrichtung zur Ladungssicherungaufweisen. Am Betriebsgelände in Bocholtangekommen, folgte die vorsichtige Entfer-nung der Schaltschutzverkleidung, Rohrlei-tungen und Stahlträger, um keinerlei Beschä-digungen zu verursachen.

Über 1000 Arbeitsstunden

Der Arbeitsaufwand im Rahmen der eigentli-chen Instandsetzungsarbeiten gestaltete sichum einiges höher als bei der Instandsetzungvon Standardmotoren. Alle anfallenden Arbeiten wurden an sechsWochenenden nicht unterbrochen und er-streckten sich auf eine Gesamtstundenzahlvon weit über 1000. In dieser Zeit wurdedurchgängig zweischichtig und teilweise drei-schichtig in den Bereichen Spulenfertigung,Wickelei und Montage gearbeitet. Jeden Tagstand man vor der Aufgabe, alte Lösungenund Elemente des Motors mithilfe moderner

Hinzu kommt, dass der Motor in explosions-geschützter Ausführung gefertigt wurde,weswegen für seine Wicklung besondereGrenzwerte gelten, die beim Hersteller durcheine Behörde zertifiziert wurden. Merkmale,die einerseits verdeutlichen, dass er für alleAnforderungen mit maximaler Sicherheit undhöchster Effizienz bestens prädestiniert ist.Gleichzeitig zeigen sie auf, dass eine erfolg-reiche Inbetriebnahme eines solchen Motorsnur von sehr wenigen Unternehmen garan-tiert werden kann.

Die Hersteller-Firma AEG kam nicht mehr inFrage, da sie ihre Fertigung bereits im Jahr1996 eingestellt hat. Also folgte man derEmpfehlung eines im gleichen Chemieparkansässigen Unternehmens, das von seinerüber zehnjährigen erfolgreichen Kooperationmit BENNING berichtete.

Zeitfaktor entscheidend

Schon bei der ersten Kontaktaufnahmewurde deutlich, dass der Zeitfaktor bei die-sem Projekt von entscheidender Bedeutung

Herstellung der HS-Ganzform spulen

für die Ständerwicklung

Thermografische Untersuchung des Ständer-

blechpakets, vor dem Einbau der neuen Wicklung

Stator vor der

Instandsetzung

Stator fertig gewickelt und für

den Tränkprozess vorbereitet

Stator nach der

Instandsetzung

Materialien bestmöglich nachzubilden, ohnean Qualität einzubüßen. Z. B. musste derKupferflachdraht extra bei einem Kupferher-steller angefertigt werden, da er so heutenicht mehr erhältlich ist.

Erschwert wurden die Instandsetzungsarbei-ten zudem durch die fehlende Motordoku-mentation. Diese wird in der Regel währenddes Motorbaus erstellt und dient dazu, rele-vante Informationen zur Funktion und Leistungausführlich zu protokollieren, um später anfal-lende Motorarbeiten deutlich zu verkürzen undzu vereinfachen. Auf Basis der eigenen De-montagen musste eine neue, detaillierte Do-kumentation angefertigt werden. Hierfür galtes verschiedene elektrische und mechani-sche Messungen durchzuführen und alleWicklungsdaten nachzuberechnen. Teil derDokumentation war darüber hinaus eine ge-naue Überprüfung der Luftspaltüberwa-

chungswicklung. Hierbei handelt es sich umeine Einrichtung zur Überwachung des Luft-spaltes zwischen Stator und Rotor. Im Fallevon auftretenden Luftspalt-Exzentrizitäten, diez. B. bei Änderungen der Ausrichtung Lager-schäden verursachen können, ist hierdurcheine rasche Alarmierung möglich. Auch diese

Wicklung galt es neu anzufertigen und diedazugehörigen Wicklungsdaten zuvor rech-nerisch auf Plausibilität zu überprüfen.

Erfolgreiche Teamarbeit

Der Kunde schickte in regelmäßigen Abständeneinen Abnahme-Ingenieur aus dem BereichQualitätswesen zum BENNING-Werk, um dieFortschritte der Instandsetzungsarbeiten vor Ort überprüfen und dokumentieren zu lassen.So konnte er sich davon überzeugen, dassBENNING zu jederzeit voll im vorgegebenenZeitplan lag. Doch nicht nur die Instand -setzung, auch der Einbau des Motors verlief reibungslos, sodass die vereinbarten Termin-Meilensteine bis zur Inbetriebnahme nichtüberschritten wurden. Im Gegenteil: War derLiefertermin ursprünglich für Mitte Juli 2016vorgesehen, so konnte er sogar auf AnfangJuli vorgezogen werden.Ein Beleg für die Zufriedenheit des Kunden istvor allem der aus diesem Projekt entstandene

Folgeauftrag. Mithilfe seiner präventiven Ser-vices kümmert sich BENNING darum, dassStillstände jeglicher Art rechtzeitig erkannt undvermieden werden. Ein wichtiger Beitrag, um die Kontinuität derBetriebsprozesse zukünftig sicherzustellensowie die Ausfallzeiten und -risiken deutlichzu minimieren.

Autor/Kontakt: Matthias Lörwink

Tel.: +49 2871 93 318






der USV-Systeme folgte im Zeitraum vonFebruar bis April 2017. Teil des Lieferum-fangs waren zehn 200 kW USV-Systeme mitunterschiedlichen Grundbestückungen (80,120 und 160 kW) sowie zwei 400 kW USV-Systeme mit einer Grundbestückung von je160 kW, inkl. Batterien, Batteriegestellen undallem Zubehör. Um die Ausfallsicherheit wei-ter zu erhöhen, speisen die USV-Systemebetriebskritische Verbraucher jeweils übereine A/B-Schiene. Darüber hinaus werdenVerbraucher, die nur eine Stromquelle zulas-sen, über einen statischen Transferschalterversorgt. Dieser kann unterbrechungsfrei zwi-schen beiden USV-Systemen umschalten,sodass eine zusätzliche Redundanz erreichtwird.

Verfügbarkeit von 99.9999 %

Jedes ENERTRONIC modular SE USV-Modul stellt für sich eine hocheffiziente Online-USVdar, die eine maximale Systemverfügbarkeitund Stromqualität mit niedrigsten Reparatur-zeiten (MTTR) und Gesamtbetriebskosten(Total Cost of Ownership) vereint. Dadurchwird sie den hohen Anforderungen prozess-kritischer Anwendungen in der Industriebestmöglich gerecht.

großen Gelände ein Produktionsgebäude mitangeschlossenem Lager, Labor und Büroszu erstellen. Den Hauptteil des Produktions-gebäudes soll ein Administrationsgebäudebilden – zusätzlich sind ein Versorgungsge-bäude, eine Sprinklerzentrale sowie eine Not-stromanlage vorgesehen.

Maximale Qualität & Zuverlässigkeit

Wie in vielen anderen Marktbereichen ist inder pharmazeutischen Industrie ein Produk-tionsausfall mit hohen Kosten verbunden.Maximale Qualität und Zuverlässigkeit stelltendaher zentrale Kriterien bei der Auswahl despassenden Stromversorgungssystems fürdie Absicherung der IT- und Produktionssys-teme dar. BENNING erwies sich in diesemZusammenhang schnell als idealer Koopera-tionspartner – zum einen, da man in der Ver-gangenheit bereits Biogen Dänemark mitmaßgeschneiderten Produktlösungen sehrzufriedenstellen konnte. Zum anderen daüber die Niederlassung BENNING Schweizeine starker lokal verfügbarer Service sicher-gestellt werden kann.

Die technische Planung seitens BENNINGSchweiz begann im März 2016 – die Lieferung

Dank echter „Hot Swap“-Fähigkeit lässt sichein Modul in wenigen Minuten austauschen,wodurch eine Verfügbarkeit von 99.9999 %erreicht wird.

Ferner ist zum Zeitpunkt der Beschaffungbzw. Installation einer USV nicht immer ab-sehbar, welcher Leistungsbedarf tatsächlichnotwendig ist. Um die Investitionsausgaben(CapEx) während der Gebrauchsdauer einerUSV optimal an den Bedarf anpassen zukönnen, bietet sich ein modulares USV-Sys-tem an.

Die hier eingesetzte ENERTRONIC modular SEkann immer mit exakt jener Anzahl an Modu-len bestückt werden, welche aktuell zur Er-reichung der benötigten Systemleistung undzur Redundanzbildung erforderlich ist. Steigtoder sinkt die benötigte Leistung, könnenModule ganz einfach ergänzt oder entnom-men werden. Ein Prinzip, das dem Kundenein Höchstmaß an Flexi bilität ermöglicht undihn vor unnötigen Investitionen schützt.

Autor/Kontakt: Mathias Schmänk

Tel.: +49 2871 93 316


Der 1978 in Genf gegründete US-Bio-technologiekonzern Biogen hat sich aufneurologische Erkrankungen speziali-siert und ist Markt führer für Anwendun-gen und Therapeutika gegen MS. Ernutzt rekombinante DNA-Technologie,um humane Proteine und damit Arznei-mittel mithilfe von Mikroorganismen zuproduzieren. Aufgrund der weltweit stei-genden Nachfrage nach hochwertigenMedikamenten gegen MS, aber auchgegen andere neurologische Krankhei-ten wie Alzheimer oder Parkinson, ent-schied sich Biogen im Herbst 2015 fürden Bau der hochmodernen biopharma-zeutischen Produktiosanlage NGM (NextGeneration Manufacturing) im KantonSolothurn. Als weltweit modernste Me-dikamentenherstellungsanlage soll sie2019 in Betrieb genommen werden unddas Dreifache der bisherigen Produktionermöglichen. Um genau zu sein eine148.000 Liter große Produktionskapazi-tät, die bei Bedarf noch erweitert werdenkann.

Seit Februar 2016 kümmern sich Baufach-leute, Ingenieure und Techniker mit Hoch-druck darum, auf dem ca. 200.000 m²

Absicherung einer der weltweit modernstenMedikamentenherstellungsanlagen Um den Betrieb seiner neuen hochmodernen biopharmazeutischen Produk-

tionsanlage dauerhaft sicherzustellen, setzt der US-Biotechnologiekonzern

Biogen auf modulare USV-Systeme von BENNING.

Foto: ©

Biogen GmbH

Hoher Produktionsaufwand

Die Produktion von Biopharmazeutika er-weist sich als sehr zeitaufwendig. Bis diehierfür notwendigen Prozesse durchlaufensind, vergehen meist mehrere Wochen.Hauptverantwortlich hierfür ist insbeson-dere das langsame Wachstum der Säuge-tierzellen. Erst wenn diese in einer be-stimmten Größenordnung vorliegen, kanneine größere Menge des Produktes in denFermentern hergestellt werden. Selbstkleinste Unterbrechungen dieser Prozess-kette haben weitreichende Folgen, da dieProduktionsphase dadurch zusätzlich ver-längert oder sogar komplett neu gestartetwerden muss. Eine nicht zu hundert Pro-zent zuverlässige Stromversorgung würdedaher ein extremes Risiko darstellen.

Produktionsstätte mit

Bioreaktoren



Foto: ©

Biogen GmbH

www.benning.de

Messen, Veranstaltungen, Termine 2017

MIOGE27.06. – 30.06. in Moskau/Russland

ENERGETAB12.09. – 14.09. in Bielsko-Biala/Polen

TRAKO26.09. – 29.09. in Danzig/Polen

Energy of Ural region18.10. – 21.10. in Ufa/Russland

ADIPEC13.11. – 16.11.in Abu Dhabi/Vereinigte Arabische Emirate

Electrical networks of Russia05.12. – 08.12. in Moskau/Russland

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details im blick –fortschritt beginnt mit verstehen · 2018. 6. 1. · e-mail:...

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