Sicher ist sicher: Eigenbedarfsstromversorgung für kritische Komponenten in Schwedens Übertragungsnetz

Modulare, batteriegestützte BENNING Stromversorgungen bieten im Umspannwerk Forsmark Sicherheit rund um die Uhr

Schweden Flagge und Landkarte mit benachbarten Ländern

Svenska Kraftnät (SVK) betreibt das schwedische Hochspannungs-Übertragungsnetz – und akzeptiert als staatliches Unternehmen keine Kompromisse hinsichtlich Sicherheit und Zuverlässigkeit der ihr anvertrauten Infrastruktur.
Deshalb setzt die Behörde auf zuverlässige unterbrechungsfreie AC und DC Stromversorgungen mit modularen 19” TEBECHOP SE Gleichrichtern und INVERTRONIC compact Wechselrichtern von BENNING – zuletzt im Umspannwerk in Forsmark in der Provinz Uppland, wo diese Systeme u. a. dessen Überwachungs- und Kontrollsysteme sicher mit Strom versorgen.

19” Einschub mit TEBECHOP 3000 SE Leistungsmodulen – Jedes Gleichrichtermodul liefert eine maximale Ausgangsleistung von 1800 W bzw. 3 000 W. In einen 19” Gleichrichtereinschub können bis zu 5 Leistungsmodule eingebaut werden, sodass der Leistungsbereich von 1800 W bis 15 000 W abgedeckt wird

Die Umgebung von Forsmark ist gekennzeichnet durch zentrale Elemente des schwedischen Stromnetzes. Schließlich befindet sich dort unter anderem eines der drei Kernkraftwerke des Landes sowie der Stromrichter der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitung (HGÜ) Fenno-Skan nach Finnland.*¹ Um ihren Auftrag – den zuverlässigen Betrieb sowie den sicheren, umweltverträglichen und kosteneffizienten Ausbau des schwedischen Übertragungsnetzes*² – zu erfüllen, beschloss die Svenska Kraftnät zu Beginn des Jahrzehnts, eine Reihe zusätzlicher Umspannwerke für die 400 kV und 220 kV Netzebenen zu errichten, darunter die neue Station in Forsmark.

Der Netzbetreiber entstand 1992 durch die Aufteilung von Vattenfall in eine Erzeugungs- und Distributionsgesellschaft, die weiterhin unter dem Namen Vattenfall aktiv ist und in die heutige Netzgesellschaft Svenska Kraftnät. Letztere verfügt über etwa 15 000 Kilometer Hochspannungsleitungen, betreibt 16 Verbindungen mit Nachbarländern und finanziert sich im Wesentlichen aus den Netznutzungsentgelten.*³

Eigenbedarfsstromversorgung im Umspannwerk Forsmark

2 Gleichrichter TEBECHOP 3000 SE (110 V/196 A)
2 Verteiler 110 V
2 Gleichspannungswandler TEBECHOP 3000 SE DC/DC 48 V/2 x 1200 W + 48 V/3600 W
2 Wechselrichter INVERTRONIC compact 4500 VA mit Verteilung
2 Batterien mit je 54 Zellen vom Typ EXIDE 10 OPzS 1000 LA (1140 Ah), mit Batterieständern

Netz- und Versorgungssicherheit im Fokus

Seinem Fokus auf die Netz- und Versorgungssicherheit folgend, entwickelte Schwedens Übertragungsnetzbetreiber beim Bau des Umspannwerks detaillierte Anforderungen an eine leistungsfähige und zuverlässige unterbrechungsfreie Stromversorgung.

Sie soll das 110 V Netz des Umspannwerkes gegen einen Blackout sichern und so sicherstellen, dass das Umspannwerk sämtliche Steuer- und Schaltvorgänge auch bei einem Ausfall des öffentlichen Netzes durchführen kann.

Dazu gehört beispielsweise auch die Betätigung der 400 kV Schalter, die eine besondere Bedeutung für die Stabilität des Übertragungsnetzes besitzen.

19” Einschub mit INVERTRONIC compact Leistungsmodulen – 19” Baugruppenträger:
5 Wechselrichtermodule, Ausgangsspannung 230 V AC, Ausgangsleistung 7,5 kVA bei 110 V und 220 V, 12,5 kVA bei 48/60 V, 5,5 kVA bei 24 V

Projektablauf Svenska Kraftnät

Erstes Angebot: September 2021
Endgültiges Angebot: Oktober 2022
Bestellung: November/Dezember 2022
Lieferung: August 2023
Vorlaufzeit: 30 Wochen

Maßgeschnitten, effizient und sicher

In verschiedenen von SVK betriebenen Standorten werden bereits seit mehr als 10 Jahren Stromversorgungssysteme von BENNING eingesetzt. Dennoch besteht zwischen SVK und BENNING keine direkte Kunden-Lieferanten-Beziehung. Vielmehr erfolgten und erfolgen Lieferungen im Rahmen von Modellen für „Engineering, Procurement and Construction“ oder kurz EPC. Bei dieser Form der Projektabwicklung stehen Generalunternehmer – sozusagen als „Bauherren“ von schlüsselfertigen Netzkomponenten wie etwa Umspannwerken – zwischen Svenska Kraftnät als Netzbetreiber und BENNING als Anbieter von Stromversorgungslösungen.

Daher erhielt BENNING im Jahr 2021 von dem für den Bau und die Ausstattung des Umspannwerks zuständigen EPC-Vertragspartner die Aufforderung zu einer Angebotsabgabe.

BENNING liefert seit Jahrzehnten modulare AC- und DC-Stromversorgungen in großen Stückzahlen für die batteriegestützte Stromversorgung von elektronischen Systemen. Diese modularen Systeme bieten eine Leistungsanpassung in kleinen Stufen (Skalierbarkeit) und somit auch kostengünstige Redundanz-Lösungen.

Oben/von links nach rechts: Gleichrichtersystem, Schrank mit 110 V Verteilung, Gleichspannungswandler 48 V

Wirkungsgrad zbd Ausgangsleitung vom TEBECHOP 3000 SE und TEBECHOP 13500 SE — Die Gleichrichter der TEBECHOP SE Baureihe arbeiten auch im Lastbereich von 25 % bis 90 % mit einem sehr guten Wirkungsgrad. Bei Anlagen mit großer Leistung ergeben sich durch den Einsatz dieser Gleichrichterbaureihe entsprechend hohe Einsparungen an elektrischer Energie

Unter den speziellen Bedingungen des industriellen Einsatzes, z. B. in der petrochemischen Industrie, bei der Energieerzeugung und -verteilung, der Automatisierungs- und der Verkehrstechnik haben sich diese modularen Systeme aufgrund ihrer hohen Verfügbarkeit und der einfachen Servicemöglichkeit hervorragend bewährt.

Nach Prüfung der verschiedenen Angebote fiel die Entscheidung auf die von BENNING vorgeschlagene maßgeschnittene AC/DC- Stromversorgungslösung. Neben der wirtschaftlichen Attraktivität des Angebotes war entscheidend, dass die für das Angebot spezifizierte Stromversorgung die gewünschten technischen Anforderungen exakt erfüllt. Damit bot sie die besten Voraussetzungen, den Betrieb des neuen Umspannwerks auch bei einem Ausfall des öffentlichen Netzes sicherzustellen.

Das Blockschaltbild zeigt das Prinzip der modularen Architektur eines Stromversorgungssystems mit modularen Gleichrichtern, Wechselrichtern und DC-Wandlern

Vorteile modularer Industrie-Stromversorgungen

Geringes Volumen und Gewicht
Betriebssichere modulare Hot-Plug-Technik
Kurze Reparaturzeiten (MTTR)
Einfache Skalierbarkeit der Systemleistung (pay as you grow)
Hohe Energieeffizienz
Fernüberwachung und präventive Wartungsmöglichkeiten

Dream-Team für Versorgungssicherheit

Die eingesetzten modularen Wechselrichter, Gleichrichter und Gleichspannungswandler der Baureihen INVERTRONIC compact und TEBECHOP SE ergeben in Kombination mit parallel geschalteten Blei-, NiCd oder Li-Stromspeichern eine flexible und wirtschaftliche Plattform für den Aufbau von kompletten batteriegestützten Ersatzstromversorgungen höchster Verfügbarkeit.

Diese Systeme sind im besonderen Maße geeignet, sensible und prozesskritische Verbraucher zuverlässig mit elektrischer Energie guter Qualität zu versorgen. Als Stromspeicher kommen in Forsmark zwei 54-zellige Batterien mit einer Kapazität von jeweils 1140 Ah zum Einsatz. Zur Bedienung und Fernüberwachung der Stromversorgungssysteme, wird die MCU 3000 eingesetzt.

Diese Ausführung besitzt ein 10,4” Touchdisplay, und verfügt u. a. über einen integrierten Webserver. Dies ermöglicht neben der Fernwartung z. B. im Rahmen des von BENNING angebotenen proaktiven 360° Service, auch die Anbindung an verschiedene Netzwerktopologien des Kunden.
Diese individuell auf die Anforderungen des schwedischen Übertragungsnetzbetreibers zugeschnittene Lösung liefert ein weiteres aussagekräftiges Beispiel für die Vorteile, die die modulare Architektur eines BENNING Stromversorgungssystems bietet. – Und die partnerschaftliche Zusammenarbeit während der Umsetzung des Projektes „Umspannwerk Forsmark“ fügt der Erfolgsgeschichte zwischen Svenska Kraftnät, dem zuständigen EPC-Vertragsunternehmen und BENNING ein weiteres Kapitel hinzu.

Weitere Informationen

Kontakt: Mathias Schmänk
Tel.: +49 2871 93 316
E-Mail: m.schmaenk@benning.de

_{*1 Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Forsmark}
_{*2 Quelle: https://www.svk.se/en/about-us/}
_{*3 Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Svenska_kraftnät}