In der Kläranlage Mannheim unterstützt intelligente Technik die Wasserwirtschaft.

Bild: ABB Stotz-Kontakt

Vom Leistungsschalter zum Power-Manager Energieeffiziente Kläranlage

30.11.2018

Kläranlagen sind so etwas wie die stillen Helden der Wasserwirtschaft. Weitgehend unbeachtet kümmern sie sich darum, dass unser Abwasser so umweltfreundlich wie möglich wieder in den natürlichen Kreislauf gebracht wird. Im Klärwerk Mannheim sorgt intelligente Technik dafür, dass dieser Vorgang zuverlässig und effizient funktioniert.

Langsam wälzt eine einzelne, schwarze Förderschnecke die trübe Brühe aus dem Sammelbecken in die Kläranlage hoch. Die anderen vier Schnecken sind nicht in Betrieb und liegen unbewegt in der Sonne. Es ist ein Vormittag im August; eine der ruhigen Stunden im Klärwerk Mannheim-Sandhofen. Die Lage mitten im grünen Rheinauen passt zu der idyllischen Stimmung. Doch hier geht es nicht immer so gemächlich zu: Wenn früh morgens tausende Mannheimer duschen und es gleichzeitig kräftig regnet, dann werden die fünf Schnecken zu Höchstleistung angetrieben, um den unerbittlich strömenden Massen Herr zu werden. In solchen Momenten wird auch klar, woher die gewaltige Wassermenge kommt, die das Klärwerk jeden Tag im Durchschnitt reinigt: 96.000 m³ – das entspricht 96 Millionen Milchtüten.

Vier Stufen zum sauberen Wasser

Das Abwasser hat vier Reinigungsstufen hinter sich, wenn es gesäubert in den Rhein geleitet wird: Zunächst durchläuft die schmutzige Suppe verschiedene Filteranlagen, die den groben Dreck heraussieben. Danach kommen – neben anderen biologischen Verfahren – die Belebungsbecken zum Zuge, in denen Mikroorganismen organische Verbindungen in Biomasse verwandeln. Es folgt die chemische Phosphorelimination durch Zugabe von Eisensalzen.

Sicherheit mit Emax und Tmax

Die komplexen Verfahren benötigen große Mengen an Energie. In Zahlen ausgedrückt: 23 Millionen kWh elektrische Energie und 29 Millionen kWh thermische Energie aus Klär- und Erdgas. Das erfordert leistungsfähige und vor allem zuverlässige elektrische Anlagen. Denn eines ist klar: Ein Ausfall der Kläranlage hätte schwerwiegende Auswirkungen für die gesamte Stadt. Bei der Neuausstattung der Niederspannungshauptverteilung setzten die Verantwortlichen im Klärwerk und die Ingenieure des Planungsbüros Spiro + Partner deshalb auf Technik von ABB.

Sauber aufgereiht steht Schaltschrank neben Schaltschrank in den Räumen der Niederspannungshauptverteilung. Neben der Hauptsammelschiene bis 5000 A und Feldverteilschienen bis 2200 A wurden auch offene Leistungsschalter aus der Emax-Produktfamilie sowie Leistungsschalter vom Typ Tmax installiert. Der offene Leistungsschalter Emax realisiert sowohl den Anlagenschutz als auch die stetige Erfassung aller notwendigen elektrischen Messgrößen einschließlich der elektrischen Energie. Tmax besitzt eine hohe Leistungsfähigkeit bei kompakten Maßen.

Umsetzung im laufenden Betrieb

Der Aufbau der Anlage war spannend, wie sich Thomas Unrath, Systemberater für Stromversorgungs- und Installationsanlagen bei ABB, erinnert: „Eine Kläranlage muss Tag und Nacht laufen. Daher war für uns die Herausforderung, den Refit im laufenden Betrieb durchzuführen.“ Mit Erfolg: Mehr Betriebssicherheit und eine höhere Verfügbarkeit stellen seither die Funktion der Stromversorgung auch bei hoher Last sicher.

Vom Leistungsschalter zum Power Manager

Zum Einsatz kam der offene Leistungsschalter Emax 2 zur Realisierung des komplexen Anlagenschutzes für alle vom Nutzer benötigten Betriebsarten der Anlage. Neben dem Anlagenschutz ist ein wirtschaftlicher Betrieb der Anlage gefordert - alle notwendigen Energiemessgrößen dazu werden vom Leistungsschalter Emax 2 erfasst. Durch das exklusive Lastmanagement kann die Leistungsaufnahme um bis zu 20 Prozent reduziert werden – was sich günstig auf die Energiekosten auswirkt. Ausgestattet mit einem IEC 61850 Kommunikationsmodul ist Emax 2 einfach in Automatisierungs- und Energiemanagementsysteme integrierbar. Die Funktion Network Analyzer überwacht die Qualität der Stromversorgung in Echtzeit.

Die Produktreihe Tmax ist die Antwort auf jede Anforderung von 320 bis 3200 A. Alle drei- und vierpoligen Leistungsschalter sind in der festen Ausführung verfügbar, die Größen T4 und T5 in der Plug-in-Ausführung und die Größen T4, T5, T6 und T7 auch in der ausfahrbaren Ausführung. Die Schalter verfügen über ein hohes Ausschaltvermögen bei kompakten Abmessungen sowie eine erweiterte Schutzfunktion und sind flexibel in der Anwendung. Für jede Anforderung gibt es die passende Größe.

Bildergalerie

  • Bei der Neuausstattung der Niederspannungshauptverteilung wählte das Planungsbüro Schalter aus der Tmax-Baureihe.

    Bild: ABB Stotz-Kontakt

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