Land Seminar Sep. 2010

Transcriptie

1 Bedrijfszekere energievoorziening in een ziekenhuis - een (levens)noodzakelijk kwaad Land Seminar Sep Juni 2014

2 Belang van automatisering bij de kritische stroomvoorziening Land Seminar Sep Bavo De Man Zaakvoerder SDM-Engineering Zaakvoerder SDM-Projects Sinds 1969

3 Purpose Expected outcome Land Seminar Sep Besef van : Kennis verwerven van type-geteste systemen voor de automatisatie van stroomproductie en distributie op de meest bedrijfszekere en overzichtelijke manier het belang van kwaliteitsvolle automatisering het bestaan van type-geteste controlesystemen voor kritische stroomtoepassingen

4

5

6 Betrokken partijen in de realisatie van projecten noodstroomvoorziening Eindklant Onderhoudsbedrijf Studiebureau Keuringsorganisme Leverancier middenspanning Leverancier stuurborden Installateur electriciteit Gebouw beheersysteem Leverancier laagspanning Leverancier generatoren Leverancier UPS

7 PLAN VAN AANPAK Automatisatie JAN YPERMAN 1. Overleg met de verschillende partijen : Studiebureau (VK Engineering) Technische dienst ziekenhuis (R. Persyn) Installateur elektriciteit (EEG) Leverancier middenspanning (Schneider Electric) Leverancier dynamische UPS (Horsepower Europe) Leverancier dieselgenerator (Bobindus) 2. Bepaling ééndraadschema en voorstellen qua functionaliteit : Integratie van de uitbreiding op de bestaande situatie Impact indienstname en testen minimaliseren 3. Implementatie van nieuwe wetgevingen : Art. 104 T013 Synergrid R3 netondersteuning

8

9 Automatisatie JAN YPERMAN Combinatie UPS / GENERATOREN

10 Automatisatie JAN YPERMAN Combinatie UPS / GENERATOREN

11 AUTOMATISATIE JAN YPERMAN Belangrijkste criteria : 1. Overkoepelend totaalconcept met interactie tussen verschillende apparaten Uitwisseling informatie Optimalisatie bedrijfszekerheid Optimalisatie exploitatie 2. Gescheiden communicatie tussen de apparaten Redundante procescommunicatie Visualisatie van productie en distributie 3. Materiaalkeuze Keuze voor high-end type-geteste apparatuur voor aansturing noodstroomcentrale Minimaal 20 jaar ondersteuning van hard- en software 4. Visualisatie met datalogging, archiveren en remote access voor professionele opvolging van de volledige centrale 5. Service en trainingsfaciliteiten via gepatenteerde emulatiesoftware

12 Keuze voor type-geteste DEIF controllers voor aansturing powerplants

13 standaard PLC-sturing DC voeding : 24V nominaal 18V minimum Spannings- en stroommeting via extra omvormers type-geteste DEIF AGC DC voeding : 8..36V continu 6V gedurende 1s Rechtstreekse aansluiting spanning (tot 690V AC) en stroom (TI /1A of /5A) - Galvanisch gescheiden I/O kaarten (500V DC gedurende 1min tussen I/O 3250V AC gedurende 1min t.o.v. U en I-meting) Projectgebonden ontwikkeling van software Type-geteste software met zeer groot aantal identieke units operationeel - Emulatie : Uitvoerig testen van alle sequenties Minimale hinder, zelfs na installatie Enkel bij specifieke high-end modellen van bepaalde fabrikanten - Archivering van events en alarmen Redundante processturing (gescheiden van de visualisatie) standaard in PowerManagement systeem - Robuust materiaal, getest op : Extreme temperaturen: -25 tot +70 IP graad (display IP54) Vibraties, schokken en stoten EMC compatibiliteit Immuniteit tegen harmonische vervuiling

14 Type-geteste controller

15 BEDRIJFSZEKERE EN SNELLE NOODSTROOMVOORZIENING DEIF AGC voldoet aan deze uitdagingen, door : 1. Hot stand-by met redundante controllers 2. Redundante procescommunicatie met analoge back-up 3. Multi-master PowerManagement systeem 4. Emulatiesoftware

16 HOT STAND-BY redundante controllers high-end kritische toepassingen omschakelen zonder merkbare invloed

17 Global settings Werkingsbedrijf centrale Prioriteit per machine Load sharing Actief& reactief vermogen CANbus A CANbus B Analoge LS-lijnen Resistant bij eerste fout Behoud functionaliteit REDUNDANTE COMMUNICATIE MET ANALOGE BACK-UP

18 In een klassieke noodstroomcentrale gebeurt de opstartsequentie als volgt: 1. De netspanningswachter detecteert een net uitval(2s) 2. De netaankomstschakelaar wordt geopend door net controller 3. Alle dieselgeneratoren starten 4. Elke generatorschakelaar wordt gesloten via een klassieke synchronisatie (> 3 seconden per genset) 5. Zodra voldoende generatoren on-line zijn wordt de noodaankomstschakelaar gesloten waarbij de belasting opnieuw wordt gevoed > 15s

19 Het gebruik van electrische as of Close Before Excitation op de installatie verkort deze tijdsduur aanzienlijk 1. De netspanningswachter detecteert een net uitval (2s) 2. De netaankomstschakelaar wordt geopend door net controller 3. Alle motoren worden gelijktijdig gestart en versnellen naar x rpm (< 5 seconden) 4. Alle genset controllers sluiten de generator schakelaar bij y rpm Excitatie wordt gecontrolleerd geactiveerd en de spanning op de busbar wordt opgebouwd. Alle generatoren zijn on line en noodaankomstschakelaar wordt gesloten waarbij de belasting wordt gevoed <12s Met de Close Before Excitation functie (Electrische as), wordt de belasting opnieuw gevoed binnen de 12 seconden na netuitval 4

20 PRAKTISCHE IMPLEMENTATIE JAN YPERMAN Dieselgenerator MTU : DEIF AGC-4 + DEIF AGI 115 Dieselgenerator PERKINS : DEIF AGC-4 + DEIF AGI 107 Dieselgenerator VOLVO : DEIF GC-1F (non sync. controller) Visualisatie en externe interactie naar : Active Power dynamische UPS installatie verdeelinrichting (laag- en middenspanning)

21 DEIF AGC Controller per Genset Communicatie tussen controllers Communicatie naar Touchpanels

22

23 Communicatie tussen HS borden en stuurborden SDM

24 Communicatie stuurbord SDM naar UPS Active Power

25

26

27 n KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN VERHOOGDE BEDRIJFSZEKERHEID DOOR VERSCHILLENDE INTERACTIES back-up UPS mode wordt geactiveerd zodra een storing op één van de vliegwielen wordt gedetecteerd preventief parallelbedrijf met de MTU bij te lage autonomie van de UPSsystemen (bvb. na meerdere opeenvolgende spanningsdips) intelligente controle van de laadstroom tijdens noodbedrijf om overbelasting van de generatoren te vermijden omschakeling van TN naar IT tijdens eilandwerking : terugsynchronisatie wordt geblokkeerd bij eerste fout (intern) sequentiële inschakeling van MS transformatoren in functie van de werkingsmode

28 De automatisatie als brein van de noodstroomcentrale UPS Noodstroom generatoren Middenspanning Laagspanning

29 n KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN SAMENWERKING TUSSEN SDM / STUDIEBUREAU / KLANT OM : lange termijn visie van de elektrische distributie te helpen bepalen vanuit onze praktijkervaring compatibiliteit van verschillende systemen (UPS, gensets, MS / LS distributie, ) te garanderen integratie en interactie tussen de verschillende systemen te optimaliseren visualisatie van de volledige elektrische installatie uit te werken om een gecentraliseerd totaalbeeld voor de klant te ontwikkelen redundantie op verschillende niveau s te integreren waar mogelijk de bedrijfszekerheid van de (nood)stroomvoorziening te vergroten

30 ALS GESPECIALISEERD BEDRIJF IN DEZE MATERIE FOCUST SDM ZICH OP : innovatie in deze specifieke technologie, waardoor : nieuwe functionaliteiten worden ontwikkeld bedrijfszekerheid wordt verhoogd : redundantie op niveau van hardware redundantie op niveau van communicatie emulatie (FAT, SAT en opleidingen) ontwikkeling van gekeurde, type-geteste systemen gebruik van uitsluitend de meest kwalitatieve producten garantie van langdurige ondersteuning qua soft- en hardware

31 Typische kostprijsverdeling elektrische installatie Hoogspanning Laagspanning Noodgeneratoren UPS Stuurborden

32 PRAKTISCH VOORBEELD VAN EEN ZEER BEPERKTE CONCEPTWIJZIGING MET MAXIMALE TOEGEVOEGDE BEDRIJFSZEKERHEID EN COMFORT VOOR DE ZIEKENHUIZEN

33 n KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN REDUNDANTE VOEDING VOOR KRITISCHE VERBRUIKERS

34 n KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN REDUNDANTE VOEDING VOOR KRITISCHE VERBRUIKERS

35 CHALLENGE VOOR DE KOMENDE JAREN UITDAGING VOOR DE TOEKOMST Situatie tot op heden in België : distributienet van hoge kwaliteit onderbrekingen zijn zeer zeldzaam onderbrekingen zijn van korte duur RESULTAAT : noodvoeding enkel voorbehouden voor de meest kritische verbruikers Door de opmars van hernieuwbare energie en decentrale productie in de toekomst : verhoogd aantal onderbrekingen door dalende netstabiliteit risico op totale black-out gedurende langere periode neemt aanzienlijke toe ZIEKENHUIZEN DIENEN HIEROP TIJDIG TE ANTICIPEREN

36