100% Prozess-
sicherheit auf Plattformen
USV exakt nach Kundenspezifikation
Gleich mit drei Herausforderungen sah sich R. STAHL beim Engineering einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) für eine Offshore-Anlage vor Afrika konfrontiert:
- Schutz gegen explosionsgefährdete Atmosphäre
- Schutz gegen Hitze
- Schutz gegen das maritime Klima
Komplette Ausfälle oder Störungen im Energieversorgungsnetz müssen auf Ölbohrplattformen trotz extremen Bedingungen sicher überbrückt werden. Unser Kunde entschied sich deshalb für R. STAHL, da wir USV-Lösungen auf Grundlage eines umfassenden Baukastens exakt nach Kundenspezifikationen ausführen können.
Schönstes Wetter – raue Bedingungen
Neben gelegentlich auftretenden explosionsfähigen Atmosphären (Ex-Zone 1), musste auch das tropische Klima und die Seeluft berücksichtigt werden. Auf der Plattform herrschen nicht selten Dauertemperaturen von mehr als 35 °C. Höchsttemperaturen können bis zu 50 °C erreicht werden. Speziell der Betrieb des Ladegeräts für die USV-Batterien, bei dem eine hohe Verlustleistung anfällt, stellt bei so hohen Umgebungstemperaturen besondere Anforderungen.
Um Überhitzungen zu vermeiden, brachte R. STAHL das Ladegerät im größten verfügbaren CUBEx-Gehäuse unter. Die Abführung der Verlustleistung wird durch eine Reihe besonderer Features gewährleistet: Die Wärme wird mittels patentierter Durchführungstechnik direkt aus dem Schutzgehäuse herausgeleitet (Cold Plate Technologie). Um bei Wartungsarbeiten einen einfachen Zugang zum CUBEx-Gehäuse zu gewährleisten, ist dieser Kühlkörper seitlich angebaut.
Sonderausstattung sorgt für Wirbel
Unterstüzt wird die Wärmeabfuhr von einem Ex-Ventilator aus Edelstahl mit Laufüberwachung, der oberhalb des Gehäuses installierter wurde. Auch für diesen Ventilator müssen bestimmte Vorraussetzungen für die Verwendung in der Ex-Zone 1 bei den gegebenen extremen Bedingungen erfüllt werden. Die dafür ausgerichtete forcierte Kühlung wird intelligent gesteuert und überwacht: Je nach aktueller Umgebungstemperatur wird der Betriebsmodus des Ventilators angepasst. Durch diese Maßnahmen können trotz der widrigen Einsatzbedingungen Verlustleistungen von bis zu 1.000 W zusätzlich zu den standardmäßig durch die Gehäuseoberfläche abgegebenen Werten kompensiert werden. Durch das Laden der Batterien entsteht eine erhebliche Abwärme. Diese wird so ohne Beeinträchtigung der Funktionalität des Ladegerätes an die Umgebung abgegeben.
Der für die Zone 1 vorgeschriebene Explosionsschutz wird wie bei allen USV-Lösungen von R. STAHL durch eine besondere Funktion gewährleistet. Ein integrierter Ex-USV-Guard überprüft die Funktionen des Ladegerätes und der ebenfalls im Ex-Bereich untergebrachten Batterien sowohl nach ATEX-Richtlinien als auch gemäß IEC/EN 60079 ff und gewährleistet so einen sicheren Betrieb.
Doppeltversorgte Permanentbeleuchtung
Zur Sicherstellung der ununterbrochenen Energieversorgung der Beleuchtung wurde ein Verteiler mit sicherer Paralleleinspeisung aus der Normalversorgung und dem Notstromnetz installiert. Der Beleuchtungsverteiler ist mit zwei gegeneinander verriegelten Einspeisungen ausgeführt. Zusätzlich wird jeder Abgang getrennt auf Erdschlüsse überwacht. Alle Funktionen sind von außen bedienbar und derjeder Abgangs-Zustand ist eindeutig an der Griffstellung ablesbar.
Durch den kombinierten Einsatz von CUBEx-Gehäusen der Zündschutzart Ex d (druckfeste Kapselung) und Anschlussraumgehäusen der Zündschutzart Ex e (erhöhte Sicherheit) ließ sich ein sehr kompakter, gewichtsoptimierter Aufbau für den begrenzten Installationsplatz auf der Offshore-Plattform realisieren. Gefertigt wurden alle außenliegenden Metallteile der seewasserbeständigen CUBEx-Gehäuse aus Edelstahl SS316. Eine zusätzliche Oberflächenbehandlung ist für den Einsatz in maritimer Umgebung nicht erforderlich.
100% Prozesssicherheit im Ex-Bereich
Für Öl- und Gasplattformen und ähnliche Ex-Umgebungen, in denen hundertprozentige Verlässlichkeit von höchster Bedeutung ist, projektiert R. STAHL individuelle, anwendungsspezifische unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV). Speziell auf unbemannten Plattformen sorgen diese Systeme dafür, dass bei Netzausfall eine Energieversorgung der wichtigsten Verbraucher – neben Ventilen und Pumpen auch Navigations- und Signaltechnik wie GPS und Blitzleuchten – über einen definierten Zeitraum gewährleistet bleibt. So können koordiniert noch Daten abgerufen und gespeichert sowie die Plattform in einen sicheren Zustand gefahren werden.
Modulare USV-Lösungen im Detail
R. STAHL bietet einen Baukasten für ex-geschützte unterbrechungsfreie Stromversorgungen mit einer breiten Auswahl an Komponenten. Sie lassen sich flexibel kombinieren und gegebenenfalls besonders ausstatten, um eine optimale Anpassung an die Anforderungen spezifischer Anwendungsfälle zu gewährleisten. Die USV-Lösungen können wahlweise auf den Bereitschaftsparallel- oder den Bereitschaftsumschaltbetrieb ausgelegt werden. USV-Systeme von R. STAHL ermöglichen es angeschlossene Geräte über Zeitspannen zwischen 5 Minuten und mehreren Stunden autonom zu speisen und weiterzubetreiben. Der Modulbaukasten umfasst Ladegeräte, verschiedene explosionsgeschützte Akkutypen, Ladeüberwachungstechnik samt Alarmmeldern, DC-Energieverteilungen und Wechselrichter für unterschiedliche Leistungsbereiche. Zusätzlich liefert R. STAHL eine Auswahl verschiedener explosionsgeschützter Gehäuse.
Über den Baukasten hinaus kann R. STAHL den Explosionsschutz einzelner Module je nach Anforderung individuell auslegen und die nötige Zertifizierung gewährleisten. Mittels robuster Komponenten und Schutzvorkehrungen können die Systeme selbst für extreme Bedingungen, wie starke Hitze oder Kälte, hohe Luftfeuchtigkeit oder salzhaltige Atmosphäre sehr leistungsfähig werden. Bei Bedarf sind Leistungs- und Funktionsanpassungen kundenspezifischer Systeme jederzeit und auch nachträglich möglich. R. STAHL begleitet deren Implementierung und Betrieb mit Beratungsangeboten in allen Phasen – von der Projektierung über Lieferung und Inbetriebnahme bis zum anschließenden Service.
