Land Seminar Sep. 2010

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN

“Bedrijfszekere energievoorziening in een ziekenhuis - een (levens)noodzakelijk kwaad” 5 Juni 2014

Land Seminar Sep. 2010


Belang van automatisering bij de kritische stroomvoorziening

Land Seminar Sep. 2010

Sinds 1969 Bavo De Man Zaakvoerder SDM-Engineering Zaakvoerder SDM-Projects www.sdme.be


Purpose

Land Seminar Sep. 2010 Kennis verwerven van type-geteste systemen voor de automatisatie van stroomproductie en –distributie op de meest bedrijfszekere en overzichtelijke manier

Expected outcome

Besef van : • het belang van kwaliteitsvolle automatisering • het bestaan van type-geteste controlesystemen voor kritische stroomtoepassingen



KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN Betrokken partijen in de realisatie van projecten noodstroomvoorziening Eindklant Onderhoudsbedrijf

Studiebureau

Leverancier middenspanning

Keuringsorganisme

Leverancier stuurborden

Installateur electriciteit

Gebouw beheersysteem

Leverancier generatoren

Leverancier laagspanning

Leverancier UPS


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



Automatisatie JAN YPERMAN Combinatie UPS / GENERATOREN


Automatisatie JAN YPERMAN Combinatie UPS / GENERATOREN

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN 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

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN Keuze voor type-geteste DEIF controllers voor aansturing powerplants

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN ‘standaard’ PLC-sturing

type-geteste DEIF AGC

DC voeding : • 24V nominaal • 18V minimum

DC voeding : • 8..36V continu • 6V gedurende 1s

Spannings- en stroommeting via extra omvormers

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

Redundante processturing (gescheiden van de visualisatie) standaard in PowerManagement systeem

-

Archivering van events en alarmen

-

Robuust materiaal, getest op : • Extreme temperaturen: -25 tot +70° • IP graad (display IP54) • Vibraties, schokken en stoten • EMC compatibiliteit • Immuniteit tegen harmonische vervuiling


Type-geteste controller

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN 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

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN HOT STAND-BY redundante controllers • high-end kritische toepassingen • omschakelen zonder merkbare invloed


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


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


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

5.

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


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)


DEIF AGC Controller per Genset Communicatie tussen controllers Communicatie naar Touchpanels



Communicatie tussen HS borden en stuurborden SDM


Communicatie stuurbord SDM naar UPS Active Power




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

n

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN De automatisatie als brein van de noodstroomcentrale

UPS Noodstroom generatoren

Middenspanning Laagspanning


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

n


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


Typische kostprijsverdeling elektrische installatie

Hoogspanning Laagspanning Noodgeneratoren UPS Stuurborden


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

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN REDUNDANTE VOEDING VOOR KRITISCHE VERBRUIKERS n

KRITISCHE STROOMVOORZIENING ZIEKENHUIZEN REDUNDANTE VOEDING VOOR KRITISCHE VERBRUIKERS n


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


Land Seminar Sep. 2010

Recommend Documents