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antriebstechnik 11/2015

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UMRICHTERTECHNIK Druck

UMRICHTERTECHNIK Druck für die Wüste Umrichter und Motoren sorgen für mehr Förderdruck für Gasfeld im Oman Johannes Schwenger Oman erweitert seine Öl- und Gasförderkapazitäten sowohl durch die Erschließung neuer Öl- und Gasfelder als auch durch eine effektivere Gewinnung zur Neige gehender Vorkommen mithilfe optimierter Fördertechnologien. In einem Teilprojekt kommen Frequenzumrichter und Motoren zum Einsatz – für eines der wichtigsten Gasfelder des Landes. Seit vielen Jahren betreibt Oman wichtige Gasfelder im Zentrum des Landes. Es ist zu erwarten, dass das Sultanat auch über die nächsten 25 Jahre hinweg ein erhebliches Volumen an Erdgas fördern wird. Derzeit bestehen Planungen, nicht nur die Technik in der Gasförderung, sondern auch die in nachgelagerten Fertigungsprozessen weiterzuentwickeln, z. B. in der Produktion von Ethylendichlorid (EDC), Ätznatron und anderen Chemikalien. In dem konkreten Projekt des Petroleum Development Oman (PDO) soll die Förderung im wichtigsten Gasfeld in Saih Rawl Johannes Schwenger ist Leiter Produktmanagement Antriebssysteme Niederspannung und Mittelspannung Europa bei der WEG Germany GmbH in Kerpen gesichert werden, obwohl dort der Druck aufgrund zur Neige gehender Vorkommen im Laufe der Zeit allmählich sinkt. Hierfür werden Kompressoren installiert, die den Förderdruck erhöhen und so eine weitere effektive Nutzung der Anlage gewährleisten. Das Projekt in Saih Rawl ist Teil einer milliardenschweren Initiative zur Steigerung der Erdgasproduktion im Oman, deren Ziel es ist, die Wirtschaft des Landes auf breitere Füße zu stellen. Gas muss fließen Die erheblichen Investitionen in das PDO- Projekt Saih Rawl Depletion Compression Phase 2, dessen Durchführung in den Händen des indischen Planungs-, Beschaffungs- & Bauunternehmens Larsen & Toubro liegt, sollen sicherstellen, dass pro Tag 30 Mio. m3 Erdgas gefördert und anschließend der zentralen Gasverarbeitungsanlage zugeführt werden können. Eine Schlüsselrolle nehmen dabei die in der zentralen Gasverarbeitungsanlage installierten Kompressoren zur Erhöhung des Förderdrucks ein, die dafür sorgen, dass das Gas weiter in ausreichendem Maße fließt. WEG lieferte für das Projekt 48 Frequenzumrichter und Motoren mit einer Leistung von 30 kW sowie 32 Frequenzumrichter- Motorkombinationen mit einer Leistung von je 15 kW, jeweils integriert in die standortspezifische Steuerungstechnik. Auch der gesamte Überlastschutz, Schaltgeräte, Relais und Drucktaster für die Schaltschränke stammen aus der Fertigung des breit aufgestellten Herstellers. Die Kompatibilität der Komponenten und die Lieferung aus einer Hand ermöglichten eine reibungslose Montage und Inbetriebnahme sowie eine effiziente Projektabwicklung. Schonende Lüfterantriebe Die Motoren und Frequenzumrichter kommen in Saih Rawl vor allem als Saug- und Druck-Kühllüfterantriebe des Haupt-Gas- 86 antriebstechnik 11/2015

kompressors zum Einsatz. Die Antriebe werden als komplette Systeme mit einem Leistungsschalter mit hohem Schaltvermögen für die Notabschaltung sowie einem Bypass für den Direktanlauf (DOL) geliefert. Ein passiver Oberwellenfilter am Eingang reduziert die Rückwirkungen auf die Netzversorgung, die aus der nichtsinusförmigen Netzstromaufnahme der Umrichter herrühren. Ein Ausgangsfilter schützt den Umrichter. Dank intensiver Forschungsarbeit und der Zusammenarbeit von Motoren- und Frequenzumrichterentwicklern ist es WEG gelungen, zwei der schwerwiegendsten Nachteile moderner Frequenzumrichter mit Impulsbreitensteuerung (PWM-Steuerung) zu überwinden: Denn normalerweise führen die in dem Umrichter erzeugte nichtsinusförmige Motorspannung tendenziell zu einem Anstieg der Motortemperatur und zu schnellen, transienten Spannungsanstiegen und Spannungsüberhöhungen an den Motorklemmen – beides hat eine signifikante Senkung der Motorlebensdauer zur Folge. Die Frequenzumrichter von WEG minimieren Spitzenspannungen durch eine sorgfältige Abstimmung der Pausenzeiten zwischen den Impulsen der IGBTs. So wird die max. Höhe der Spitzenspannungen begrenzt und es werden längere Kabelwege möglich, ohne dass dies nachteilige Auswirkungen auf die Motorisolation hat. Die Technologie Optimal Flux führt zu einer reduzierten Stromaufnahme bis zu 50 % der Motornenndrehzahl. Dadurch kann der Motortemperaturanstieg um etwa 11 % gesenkt werden – ein wichtiger Faktor angesichts der Tatsache, dass sich die Lebensdauer der Isolation und damit auch die des Motors pro 10 °C Senkung der Betriebstemperatur verdoppeln. Alternativ kann die Technologie auch genutzt werden, um die Drehmomentabgabe unter Ausnutzung der thermischen Grenztemperatur des Motors um bis zu 50 % der Motornenndrehzahl zu erhöhen. Komplette Systeme liefern Für das Projekt Saih Rawl integrierte WEG seine Frequenzumrichter in komplette Automatisierungssysteme und baute sie in einem seiner Werke in Brasilien in dort gefertigte Schaltschränke ein. Hier erfolgte auch die Prüfung in Anwesenheit von Vertretern von PDO, Larsen & Toubro und von diesen Unternehmen ernannten externen In spektoren. Bei diesen Prüfungen wurden die unter realen Betriebsbedingungen auftretenden rauen Bedingungen simuliert, und damit sichergestellt, dass die Systeme für den vorgesehenen Einsatz voll geeignet sind. Jeder Schaltschrank wurde außerdem mit einen Steuertransformator sowie Hilfsschützen und Leistungsschaltern ausgestattet. Darüber hinaus integrierte WEG in deren Front jeweils ein Bedienfeld mit hinterleuchteten LCD-Tasten, Ein-/ Aus-Taster, eine Notausschaltkette der Kategorie 0, Kontrollleuchten zur Anzeige von Normal- und Fehler zustand sowie ein Beleuchtungsmodul. Eine redundante serielle Schnittstelle ermöglicht dabei die Kommunikation mit dem übergeordneten Steuersystem. Die Schaltschränke verfügen zudem über Stillstandsheizungen. Dies ist von besonderer Bedeutung, da es im Oman zu extremen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht kommt, die zu Kondensation führen können, die in einem Schaltschrank unerwünscht ist. Um eine volle Funktionsfähigkeit der Antriebssysteme zu gewährleisten, beteiligte sich WEG auch an der Durchführung einer Leistungsprüfung der Motoren in Kombination mit den Lüftern im Werk des Lüfterherstellers in Korea. Darüber hinaus organisierte der Antriebsspezialist Schulungen für PDO- Mitarbeiter in seinem Werk in Brasilien, in dem die Motoren hergestellt und die Schaltschränke montiert wurden. Fotos: Aufmacherbild: iStock www.weg.net 01 Für das Projekt Saih Rawl lieferte WEG komplette Schaltranksysteme 02 WEG lieferte für das Projekt insgesamt 80 W22 Ex nA-Motoren unterschiedlicher Leistung 03 Durch die Minimierung von Spannungsspitzen tragen die Frequenzumrichter zur Verlängerung der Motorlebensdauer bei antriebstechnik 11/2015 87 01 02 03

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