Ansteuerung elektrischer Stellarmaturen in Kraftwerken

Die Anwendung

Zentrale Ansteuerung, konventioneller Stellantrieb   

Kraftwerk 

Armaturen werden im Prozessumfeld für die Steuerung und Regelung von Masseströmen oder Energieflüssen eingesetzt. Sie verändern kontinuierlich oder in Stufen die Widerstände in Rohrleitungssystemen nach den Anforderungen des Prozesses. 

Einsatz von Stellarmaturen

Elektrische Absperrschieber  

Armatur mit Stellantrieb

Im Gegensatz zu Stellarmaturen sind Regelarmaturen bei der Drosselung der Masseströme weder voll offen noch voll geschlossen, sondern regeln den Bedarf analog. Regelarmaturen findet man im Kraftwerk vor allem in Dampf- und Wasserkreisläufen oder als Kondensatableiter für den Normalbetrieb. Überall dort, wo keine analoge Regelung erforderlich ist, werden Stellarmaturen eingesetzt. In Kraftwerken sind heute eine Vielzahl von unterschiedlich ausgestatteten Antriebsformen und –arten für Stellarmaturen im Einsatz und damit auch unterschiedliche Energieversorgungskonzepte realisiert.

Zentrale Ansteuerung, konventioneller Stellantrieb

Zentrale Ansteuerung, konventioneller Stellantrieb   

Zentraler Ansatz: Stellantrieb konventionell - Ansteuerung über Niederspannungshauptverteilung

Hier wird die Stellarmatur aus einer zentralen Schaltanlage heraus angesteuert. In der zentralen Schaltanlage befinden sich der Motorschutz, die Absicherung und die Wendeschütz-Kombination zur Anschaltung der Stellarmatur. Die Ansteuerung des Wendestarters erfolgt aus der zentralen Leittechnik.

Dieser Systemaufbau ist aufwändig, sehr kostenintensiv und erfordert außerdem einen erhöhten Verkabelungsaufwand zu den Stellarmaturen.

Ansteuerung über Feldbus, Stellantrieb mit integrierter Motorsteuerung

Ansteuerung über Feldbus, Stellantrieb mit integrierter Motorsteuerung   

Dezentraler Ansatz: Stellantrieb mit integrierter Motorsteuerung

In vielen neueren Kraftwerken werden Stellarmaturen mit bereits integrierter Motorstarterfunktionalität und einer Ansteuerung über Profibus DP eingesetzt. In diesem Konzept erfolgt die Energieversorgung der Stellarmaturen häufig durch dezentral angeordnete Energieverteilstationen.

Dieser Systemaufbau erfordert einen hohen Aufwand für eine EMV-sichere Verkabelung und hohe Investitionen durch die komplexeren Stellarmaturen.

 

Steigender Kostendruck bei gleichbleibend hoher Verfügbarkeit erfordert hier neue Versorgungskonzepte und Lösungsansätze!

Die Lösung

Schaltschrank dezentrale Stellarmaturenstation   

Aufbauskizze: Dezentrale Stellarmaturstation

Phoenix Contact bietet Ihnen mit der dezentralen Stellarmaturenstation, kurz DSS, eine technische Lösung zur dezentralen Versorgung und Ansteuerung von Stellarmaturen. Die Ansteuerung der Schalt-Aktorik und die Rückmeldungen der Schaltstellung erfolgt über eine I/O-Baugruppe mit Profibus DP-Anschluss, die mit der Leittechnik gekoppelt ist. Ein Medienkonverter setzt innerhalb der Station von der LWL-Technologie in die drahtgebundene Übertragungstechnik um. Die CONTACTRON-Technologie von Phoenix Contact ermöglicht die Ansteuerung einer Stellarmatur mit einem Nennstrom von bis 9 A. CONTACTRON vereinigt vier wichtige Funktionen in einem Gerät: Rechtslauf, Linkslauf, Not-Halt  und Motorschutz – und das auf einer Baubreite von nur  22,5 mm. Der sichere Motorschutz vor Überlast wird im CONTACTRON durch eine Class 10a-Kennlinie gemäß  IEC 60947 erreicht. Ebenso erfüllt CONTACTRON die Zuordnungsart 2 nach IEC/EN 60947-4-2. Eine 24V-Stromversorgung in Verbindung mit dem intelligenten Redundanz-Modul ORING versorgt die dezentrale Station mit einer höchst möglichen Verfügbarkeit. Die einzelne Hauptstrom- und Hilfsspannungsabsicherung pro Stellarmatur ermöglicht den gezielten Freischaltungsprozess eines Antriebes.

 

Autarker Systemaufbau

Stellantrieb, Motorsteuerung und Profibus-Ansteuerung dezentral   

Neuer Systemaufbau: Die Mischung macht´s, Stellantrieb, Motorsteuerung und Profibus-Ansteuerung dezentral

Dieser autarke Systemaufbau reduziert deutlich die Verkabelungs- und Engineering-Kosten. Ebenso ist eine Vor-Ort-Bedienung der Stellarmaturen sowie eine vereinfachte Wartung möglich.

Phoenix Contact bietet Ihnen nicht nur alle notwendigen Komponenten, sondern liefert Ihnen auch vollständige Lösungen für einen neuen Systemaufbau. Die dafür notwendigen dezentralen Stellarmaturstationen sind vormontiert, vollständig verdrahtet und anschlussfertig.

Ihre Vorteile im Überblick

  • Reduktion der zentralen Schaltanlagen und dessen Platzbedarf
  • kostenoptimierte Lösung bei hoher Verfügbarkeit
  • EMV-sichere Verkabelung bei geringerem Verkabelungsaufwand
  • CONTACTRON spart Platz und damit Kosten
  • montagefertige, vorverdrahtete Stellarmaturstationen

Produkte

VersorgungTyp  Artikelnummer
Stromversorgung, 100 V AC … 240 V AC/24 DC, 10 AQUINT-PS/ 1AC/24DC/102866763
Aktives Redundanzmodul, 24 V DC, 2x 10 A, 1x 20AQUINT-ORING/24DC/2X10/1X202320173
GeräteschutzschalterTypArtikelnummer
Steckbarer elektronischer SchutzschalterCB E1 24DC/…  www.phoenixcontact.de,
Produkte/
Schutzgeräte/
Geräteschutzschalter
Steckbarer thermomagnetischer Schutzschalter  CB TM … 
Basiselement und SteckbrückenFBS … 
LWL-UmsetzungTypArtikelnummer
Endgerät, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 660 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 660 E2708290
T-Koppler, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 660 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 660 T2708287
Endgerät, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 850 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 850 E  2708274
T-Koppler, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 850 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 850 T2708261
Endgerät, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 1300 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 1300 E2708559
T-Koppler, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 1300 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 1300 T2708892
Profibus-Stecker und -KabelTypArtikelnummer
PROFIBUS-Stecker, bis 12 MBit/s, integrierter von außen zuschaltbarer Abschlusswiderstand, 9-polig, Stift, 90° gewinkelt, IDC-AnschlussSUBCON-PLUS-PROFIB/90/IDC2313672
PROFIBUS-Kabel Typ Fast Connect, bis 12 MBit/s, für feste Verlegung, Länge nach Kundenangabe in MeterPSM-CABLE-PROFIB/FC  2744652
I/O-System AXIOLINETypArtikelnummer
Buskoppler für PROFIBUS DP und DP/V1, SUB D-Anschluss  AXL BK PB2688530
32 digitale EingängeAXL DI 32/1  2688035
32 digitale Ausgänge, 24 V DC, 500 mAAXL DO 32/12688051
8 analoge Differenzsignaleingänge, Strom- und SpannungsmessbereicheAXL AI 82688064
Hybrid-Motorstarter CONTACTRON "4 in 1"TypArtikelnummer
zum Reversieren von 3-phasigen AC-Motoren bis 550 V AC/3 x 9 A, inkl. Rechtsschütz, Linksschütz, Motorschutzrelais und Not-HaltELR H5-TES-SC-24 DC/500AC-92900421
Potenzialverteilung bzw. Anschluss der FeldverkabelungTypArtikelnummer
"Reihenklemmen aus dem CLIPLINE complete-Programm  
mit der Push-In-Anschlusstechnik für verschiedene Leitungsquerschnitte"
PT …www.phoenixcontact.de,
Produkte/
Reihenklemmen/
Push-In-Anschluss
VersorgungTyp  Artikelnummer
Stromversorgung, 100 V AC … 240 V AC/24 DC, 10 AQUINT-PS/ 1AC/24DC/10
Aktives Redundanzmodul, 24 V DC, 2x 10 A, 1x 20AQUINT-ORING/24DC/2X10/1X20
GeräteschutzschalterTypArtikelnummer
Steckbarer elektronischer SchutzschalterCB E1 24DC/…  www.phoenixcontact.de,
Produkte/
Schutzgeräte/
Geräteschutzschalter
Steckbarer thermomagnetischer Schutzschalter  CB TM … 
Basiselement und SteckbrückenFBS … 
LWL-UmsetzungTypArtikelnummer
Endgerät, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 660 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 660 E
T-Koppler, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 660 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 660 T
Endgerät, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 850 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 850 E  
T-Koppler, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 850 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 850 T
Endgerät, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 1300 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 1300 E
T-Koppler, zur Umsetzung der Datensignale von PROFIBUS FMS/DP auf eine LWL Leitung, 1300 nmPSI-MOS-PROFIB/FO 1300 T
Profibus-Stecker und -KabelTypArtikelnummer
PROFIBUS-Stecker, bis 12 MBit/s, integrierter von außen zuschaltbarer Abschlusswiderstand, 9-polig, Stift, 90° gewinkelt, IDC-AnschlussSUBCON-PLUS-PROFIB/90/IDC
PROFIBUS-Kabel Typ Fast Connect, bis 12 MBit/s, für feste Verlegung, Länge nach Kundenangabe in MeterPSM-CABLE-PROFIB/FC  
I/O-System AXIOLINETypArtikelnummer
Buskoppler für PROFIBUS DP und DP/V1, SUB D-Anschluss  AXL BK PB
32 digitale EingängeAXL DI 32/1  
32 digitale Ausgänge, 24 V DC, 500 mAAXL DO 32/1
8 analoge Differenzsignaleingänge, Strom- und SpannungsmessbereicheAXL AI 8
Hybrid-Motorstarter CONTACTRON "4 in 1"TypArtikelnummer
zum Reversieren von 3-phasigen AC-Motoren bis 550 V AC/3 x 9 A, inkl. Rechtsschütz, Linksschütz, Motorschutzrelais und Not-HaltELR H5-TES-SC-24 DC/500AC-9
Potenzialverteilung bzw. Anschluss der FeldverkabelungTypArtikelnummer
"Reihenklemmen aus dem CLIPLINE complete-Programm  
mit der Push-In-Anschlusstechnik für verschiedene Leitungsquerschnitte"
PT …www.phoenixcontact.de,
Produkte/
Reihenklemmen/
Push-In-Anschluss

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Flachsmarktstraße 8
D-32825 Blomberg
+49 52 35/3-1 20 00