Spannungseinbrüche, Frequenzschwankungen oder harmonische Oberschwingungen können die Netzqualität empfindlich stören. Oft werden sie durch moderne, leistungselektronische Verbraucher in Steuerungen, LEDs oder Produktionsanlagen ausgelöst. Die Folgen reichen von diffusen Fehlermeldungen und unerklärlichen Produktionsstörungen bis hin zu Stillständen ganzer Anlagen. Da solche Netzinstabilitäten meist nur im Moment ihres Auftretens messbar sind, bleiben sie ohne permanente Überwachung oft unerkannt – selbst für erfahrene Elektrotechniker.
Vor allem in der produzierenden Industrie kann es dadurch zu erheblichen finanziellen Verlusten kommen. Eine kontinuierliche Netzqualitätsmessung nach DIN EN 50160 schafft hier Klarheit. Sie ermöglicht eine gezielte Fehlersuche und deckt zugleich konkrete Potenziale zur Stabilisierung auf. Dass sich dieser Ansatz in der Praxis bewährt, zeigt das Beispiel der Simba Dickie Group: Der international etablierte Spielwarenhersteller nutzt das Power Quality Monitoring von KBR Energy Management, um die Energieversorgung seiner hochautomatisierten Produktionsprozesse dauerhaft abzusichern.
Dauerhafte Netzüberwachung senkt Risiken und Kosten
In der Unternehmenszentrale der Simba Dickie Group kam es wiederholt zu technischen Unregelmäßigkeiten, darunter auch nicht eindeutig erklärbare Druckerausfälle. Dies wurde frühzeitig erkannt und führte zu gezielten Nachfragen hinsichtlich möglicher Ursachen, sodass man sich auf die Suche machte, um Möglichkeiten für eine Verbesserung zu identifizieren.
Im Austausch mit den Power-Quality-Sachkundigen, der Anlaufstelle für Netzanalysen und -optimierung, rückte bald die Qualität der Stromversorgung in den Fokus. Christian Wiedemann, Leiter des Produktmanagements und Power Quality (PQ) bei KBR, ist mit den Herausforderungen bestens vertraut: „In mangelhafter Netzqualität liegt eine häufige Ursache von Anlagenstörungen“, resümiert er. Besonders brisant dabei: „Ein Problem in der Power Quality ist nur im Moment des Auftretens messbar. Die Ursache zu erkennen erfordert Spezialwissen, das selbst erfahrene Elektrotechniker nur selten haben.“ Die Folgen sind gravierend: In Krankenhäusern können Netzschwankungen Menschenleben kosten. In der Verwaltung oder Produktion können teure Anlagen mit Störungen reagieren oder ganz ausfallen, sodass Mitarbeitende ihre Arbeit nicht fortsetzen können. Die Fehlersuche gestaltet sich aufwendig und kostenträchtig.
Wiedemann beschreibt die Odyssee, die seine Kunden oftmals hinter sich haben: „Manchmal bemerkt der Anlagenführer nur ein Flackern von LEDs. Wenn die Anlage nicht wie gewünscht arbeitet, ist unter Umständen eine gesamte Charge ruiniert. Die Folge sind hohe finanzielle Verluste, ein Imageschaden für das betroffene Unternehmen und unter Umständen Schäden an der Anlage selbst.“ Wenn eine Anlage nicht ruhig und kontinuierlich arbeitet, kann das zu höheren Energiekosten und einem schnelleren Verschleiß von Bauteilen führen.
Störimpulse durch leistungselektronische Bauteile
In modernen Betrieben ist effiziente Leistungselektronik allgegenwärtig – von Beleuchtungssystemen über Steuerungen in Produktionsanlagen bis hin zur IT-Infrastruktur. Trotz ihres unverzichtbaren Nutzens gibt es einen entscheidenden Kritikpunkt: Leistungselektronische Bauteile verursachen Störimpulse in Form von Spannungsspitzen, Flickerereignissen und anderen Netzstörungen, welche die Qualität des gesamten Energienetzes beeinträchtigen. Außerdem reagieren diese Bauteile sensibel auf Schwankungen im Netz, weshalb eine stabile Stromversorgung erforderlich ist.
Ohne ein entsprechendes Monitoring lassen sich solche Netzschwankungen nicht leicht nachweisen. Unternehmen bemerken allenfalls die Folgen und schicken ihre Techniker auf Fehlersuche. Nur wenige denken dabei an eine mangelhafte Qualität des Energienetzes, auch Power Quality genannt. Noch weniger von ihnen sind ausgebildete PQ-Sachkundige. In der Regel bedeutet das: Die Fehlersuche zieht sich in die Länge, es baut sich Frust auf und es entstehen zusätzliche Kosten.
Meistens wird erst nach einem solchen Ereignis eine zeitlich begrenzte Netzmessung durchgeführt. „Die Schwierigkeit dabei ist“, so Wiedemann, „wenn die Schwankungen in diesem Zeitraum nicht auftreten, bleiben sie unerkannt und die Chance auf eine schnelle Ursachenanalyse ist vertan.“ Problematisch ist auch, wenn Störungsereignisse erst mit Verzögerung bekannt werden. Denn unter Umständen zählt bei einer Störung jede Sekunde, um eine effektive Schadensbegrenzung zu erreichen.
Erkenne die Störer im Netz
Wiedemann schildert genau, wie das Power Quality Monitoring von KBR zur Netzqualität der Simba Dickie Group beiträgt: „An der Niederspannungshauptverteilung wurde ein Power-Quality-Messgerät installiert, welches die Netzqualität gemäß der Norm DIN EN 50160 kontinuierlich misst.“ Sämtliche Störungen oder kritische Schwankungen werden in einem wöchentlichen Bericht erfasst, der zur Analyse der Netzqualität dient. Die Daten werden in der zugehörigen Software aufbereitet und unter anderem in einer Heatmap farblich eingestuft. Damit können auch Nicht-Experten die Ergebnisse einordnen. Ist alles „im grünen Bereich“? Die Messwerte werden in einem übersichtlichen Bericht an die zuständigen Personen übermittelt. Bei einem Fehler erfolgt zusätzlich eine entsprechende Benachrichtigung, auf Wunsch auch in Echtzeit.
Für den Datenversand zur cloudbasierten Software bauen die installierten Geräte einen verschlüsselten VPN-Tunnel auf und kommunizieren über einen ausgehenden Port im Unternehmensnetzwerk, so entstehen keine Schwachstellen in der IT-Infrastruktur. Außerdem wird keine zusätzliche Software installiert. Auf beides hatte die IT-Abteilung der Simba Dickie Group großen Wert gelegt. Doch es geht noch weiter: Entweder interpretieren die Elektrotechniker vor Ort den wöchentlichen Bericht oder den Störbericht. Auf Wunsch beurteilen die VDE-zertifizierten PQ-Sachkundigen von KBR die Messergebnisse. Das ermöglicht es, die Geräte und Anlagen zu identifizieren, welche erstens die Störungen im Netz verursachen und zweitens auf die Schwankungen in der Netzqualität am empfindlichsten reagieren.
Ein weiteres Szenario, in dem eine permanente PQ-Messung punktet, ist die Investitionsplanung: Zeichnet sich beispielsweise durch den erhöhten Energieverbrauch ein Nutzungsende der Maschine ab, kann ihr Ersatz proaktiv eingeplant werden. Auch kann der Energieverbrauch der Maschine vorausgesagt werden. Diese datenbasierte Vorgehensweise schafft eine belastbare Grundlage für strategische Investitionsentscheidungen im Bereich der Energie- und IT-Infrastruktur. So wird sichergestellt, dass Ressourcen besser eingesetzt und Betriebsrisiken minimiert werden.
Korrektes Interpretieren der Messungen ermöglicht stabile Energieversorgung
Bei der Simba Dickie Group halfen die Messungen zunächst dabei, einen Überblick über die Netzqualität zu erhalten und die Stärke gegebenenfalls auftretender Abweichungen festzustellen. Nachdem die Störquellen eindeutig identifiziert wurden, können passende Maßnahmen, wie beispielsweise der Einsatz von Netzfiltern, leicht und ohne weitere Messungen eingeleitet werden. Solche Geräte sorgen für „Ruhe im Netz“, also dafür, dass empfindliche Komponenten ungestört arbeiten können. Durch das dauerhafte Monitoring der Netzqualität lassen sich der Erfolg der Maßnahmen direkt aus den vorhandenen Messdaten ablesen und auch Vorher-nachher-Analysen durchführen.
Wenn Frequenz, Stromstärke und Spannung wieder der Norm entsprechen und sämtliche Verbraucher erneut wie geplant arbeiten, können sich auch die Verantwortlichen endlich entspannen. Mit den Messgeräten des KBR Power Quality Monitorings haben sie die Produktionssicherheit im Blick und können bei Bedarf rechtzeitig weitere Maßnahmen ergreifen. Denn die Verantwortlichen wissen: Treten Störungen auf, erfahren sie als Erste davon und können proaktiv handeln, bevor weitere Probleme entstehen. Die Folge sind mehr Planungssicherheit, Effizienz und Ruhe im Betriebsalltag.
