A A A
| Sitemap | Kontakt | Impressum | Datenschutz
ETZ Logo VDE Verlag Logo

01 Die Notstromaggregate im Universitätsspital Zürich werden von einem modernen Netzleitsystem gesteuert

Hochverfügbare Stromversorgung durch moderne Netzleittechnik

02 Im Kontrollraum haben die Mitarbeiter Einsicht in alle Daten. Trotzdem sind bei einem Stromausfall keine Handgriffe mehr erforderlich. Das Netzleitsystem sorgt automatisch für maximale Verfügbarkeit der Energieversorgung

Hoch technisierte Behandlungsmethoden mit Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien gehören im modernen Klinikbetrieb zum Alltag, führen aber auch zu Abhängigkeiten und Versorgungsrisiken. Unabdingbare Voraussetzung für einen reibungslosen Betrieb eines Krankenhauses ist eine zuverlässige Stromversorgung. Am Universitätsspital Zürich sorgt jetzt ein Netzleitsystem von der Bilfinger Mauell ESG AG für die 100%ige Verfügbarkeit der Energieversorgung im Normal- sowie im Notfallbetrieb.

Das Universitätsspital Zürich ist eines der größten Krankenhäuser der Schweiz und als Universitätsklinikum der Universität Zürich angegliedert. Die Mitarbeiter in den 43 Kliniken und Instituten behandeln im Jahr ca. 38.000 stationäre und 134.000 ambulante Patienten. Zum Betrieb des Klinikums werden jährlich ca. 40.128 MWh Strom und 54.968 MWh Fernwärme benötigt. Das entspricht der elektrischen Versorgung eines Dorfes von ca. 6.200 Einwohnern bei einem durchschnittlichen Jahresverbrauch von 6.400 kWh/Einwohner. In vom Strom abhängigen Einrichtungen können Stromausfälle, wie zum Beispiel der dreistündige „Blackout“ in Zürich im Januar des Jahres 2012, zu dramatischen und teils lebensbedrohlichen Ereignissen führen. Wenn plötzlich der Strom ausfällt, wird es für Sekundenbruchteile auch im Krankenhaus dunkel – dort wo das Leben vieler Menschen von elektrisch betriebenen Apparaturen abhängt. Dementsprechend wichtig ist eine ununterbrochene, zuverlässige Energieversorgung.

Redundante Energieversorgung
Das Universitätsspital Zürich wird über zwei eigene, einander überlagernde sternförmige Netze mit Strom versorgt. Ein Netz dient der Verteilung der vom Elektrizitätswerk der Stadt Zürich gelieferten Elektroenergie (Normal-Netz). Das andere Netz stellt die Verteilung der Notenergie (Not-Netz) sicher und wird in der Energiezentrale mittels Notstromaggregaten erzeugt und verteilt. Dies ist gerade für die sensiblen Bereiche eines Krankenhauses ein wichtiges Element. Um die Sicherheit der Patienten sowie den Betrieb der Kliniken im Universitätsspital Zürich in derartigen kritischen Situationen zu gewährleisten, sind die notwendigen elektrisch betriebenen Infrastrukturen mit leistungsfähigen Notstromanlagen ausgerüstet. Diese erzeugen den Strom aus vorhandenen Ressourcen, die vom herkömmlichen Stromnetz unabhängig sind, zum Beispiel Diesel. Dadurch ist ein Notstromaggregat auch bei einem Ausfall des öffentlichen Stromnetzes in der Lage zu arbeiten und die Stromversorgung sicherzustellen (Bild 1).

Hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit durch moderne Netzleittechnik
Die Notstromaggregate müssen rasch verfügbar und zuverlässig sein. Nur dann ist bei einem Netzausfall sichergestellt, dass alle relevanten Verbraucher innerhalb von 15 s durch die Notstromeinrichtungen wieder versorgt werden. Die Steuerung der elektrischen Energieversorgung übernimmt das Netzleitsystem. Um die Verfügbarkeit zu erhöhen, hat das Universitätsspital Zürich vor Kurzem ihr Netzleitsystem modernisiert. Das Projekt wurde im Zeitraum von einem Jahr während des laufenden Betriebs ausgeführt – ohne Anlagenstillstand und kritische Anlagenzustände. Das Netzleitsystem der Bilfinger Mauell ESG AG ME4012SN konnte steckerkompatibel ausgetauscht werden. Da im Vorfeld aufwendige „In-house Tests“ durchgeführt wurden, war die Inbetriebnahmezeit minimal. Inzwischen stellt das Netzleitsystem von Bilfinger Mauell die 100%ige Verfügbarkeit der Energieversorgung im Normal- sowie im Notfallbetrieb sicher. Das System hat die Versorgungs- und Anlagensicherheit sowie den Bedienkomfort der verantwortlichen Mitarbeiter erhöht. Alle denkbaren Ausfallszenarien wurden mittels Programmsequenzen abgefangen, sodass bei einem Stör- oder Ausfallszenario keine Handeingriffe mehr erforderlich sind und damit die Störquelle „Mensch unter Stress“ ausgeräumt wurde (Bild 2). Die Handbedienung über das Leitsystem wurde mittels Überprüfungskriterien so aufbereitet, dass auch im Handbetrieb ein Netz- oder Teilnetzausfall der einzelnen Gewerke verhindert wird. Im Messsystem ist zu jedem Verbraucher seine Maximalleistung sowie eine Priorität hinterlegt. Dadurch kann das Lastmanagement bei einem Netzausfall, abhängig von der Verfügbarkeit der Netzersatzanlagen, entscheiden, ob diverse Verbraucher im Notstrombetrieb noch zugeschaltet werden können bzw. dürfen.

Funktionsweise beim Netzausfall
98 % aller Netzausfälle dauern weniger als 5 s. Bei so einem kurzzeitigen Netzausfall werden die Notstromschienen isoliert. Für jeweils zwei Netzersatzanlagen pro Notstromschiene starten dann Hochlaufsynchronisationsverfahren. Dauert der Netzausfall länger als 5 s, schaltet das System alle Niederspannungabgänge mit der Priorität >1 aus. Bei Lastbereitschaft werden die einzelnen Stationen wieder zugeschaltet und die Verbraucher entsprechend der definierten Priorität vom Lastmanagement gestaffelt ans Netz gebracht. Dafür liest das Lastmanagement die aktuellen Verbrauchsdaten der einzelnen Verbraucher (Maximalleistung) online aus und vergleicht diese mit der noch verfügbaren Last der Netzersatzanlagen. Bei genügend verfügbarer Leistung werden die Verbraucher für die Zuschaltung freigegeben. Die eingesetzte Technologie kommt bei verschiedenen Anlagen zum Einsatz, in denen eine ununterbrochene Stromversorgung von grosser Bedeutung ist, wie Rechen- oder Kontrollzentren. (no)

Der Beitrag als pdf

Autoren:
Markus Huber ist Geschäftsführer der Bilfinger Mauell ESG AG in Buchs/Schweiz. info@mauell.ch

Uwe Kimmeskamp ist Marketingleiter bei der Bilfinger Mauell GmbH in Velbert. uwe.kimmeskamp@bilfinger.com