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Redundanzmodul Stromversorgung konsequent getrennt

Autor / Redakteur: Stefan Grimm / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Worauf es bei redundanten Stromversorgungssystemen ankommt, erklärt Stefan Grimm von Phoenix Contact am Beispiel der Redundanzmodule S-Oring und der neuen Stromversorgungen Quint Power.

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Murtfeldt Kunststoffe GmbH & Co. KG
SAB Bröckskes GmbH & Co KG
KISSsoft AG
PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH
Phoenix Contact bietet ein redundantes Stromversorgungskonzept gegen Ausfälle: Quint Power und Quint S-Oring.
Phoenix Contact bietet ein redundantes Stromversorgungskonzept gegen Ausfälle: Quint Power und Quint S-Oring.
(Bilder: Phoenix Contact)

Redundante Stromversorgungskonzepte kommen immer dann zum Einsatz, wenn beim Ausfall der Versorgungsspannung entweder hohe Kosten entstehen oder ein Ausfall Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben kann.

Der Parallelbetrieb zweier Stromversorgungen, die durch ein Redundanzmodul gekoppelt sind, stellt dabei bereits eine redundante Versorgung sicher. Die einkanaligen S-Oring-Module steigern im Zusammenspiel mit den neuen Stromversorgungen vom Typ Quint Power die Verfügbarkeit.

Das klassische Einsatzgebiet redundanter Stromversorgungssysteme sind die Bereiche Öl und Gas sowie die chemische Industrie. Hier kann der Ausfall einer Steuerung, etwa in einer Raffinerie, zu hohen Kosten oder gar zu Störfällen führen, die Mensch und Umwelt gefährden. Doch auch in anderen Bereichen der Industrie kann der Ausfall der Hilfsspannung schnell den Verlust einer kompletten Charge bedeuten, wie zum Beispiel in der Glasherstellung. Weitere Einsatzgebiete sind Kraftwerke und auch industrielle Produktionsanlagen, wo jede Minute Stillstand hohe Kosten verursacht.

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Ergänzendes zum Thema
Überblick über Fehlerquellen in einem redundanten Stromversorgungsaufbau

Um auch bei einem redundanten Stromversorgungsaufbau die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls auf ein Minimum zu reduzieren, gilt es, sämtliche mögliche Fehlerquellen zu berücksichtigen. Nachfolgend sind deshalb potenzielle Ursachen für Störungen beschrieben:

  • Fehler in einer Phase der primärseitigen Spannungsversorgung
  • Kurzschluss oder Kabelbruch in der zuführenden Leitung zur Stromversorgung
  • Ausfall einer Stromversorgung
  • Kurzschluss zwischen Stromversorgung und Redundanzmodul
  • Kabelbruch zwischen der Stromversorgung und dem Redundanzmodul
  • Interner Defekt im Redundanzmodul
  • Kabelbruch zwischen dem Redundanzmodul und der Last
  • Kurzschluss zwischen einem Redundanzmodul und der Last
  • Laststrom ist zu hoch für eine Stromversorgung

Auch wenn die Stromversorgungen von Phoenix Contact – zum Beispiel die Modelle Trio Power oder Quint Power – bereits im Stand-alone-Betrieb hohe MTTF-(Mean-Time-To-Failure)Werte aufweisen, setzen Anlagenplaner bei sensiblen Applikationen auf redundante Stromversorgungen.

Konsequent getrennt bis zur Last

Hierbei werden primärseitig zwei Stromversorgungen parallel betrieben, so dass bei Ausfall einer Stromversorgung die zweite die Last vollständig übernimmt. Dazu sind sie so dimensioniert, dass der gesamte Strombedarf der angeschlossenen Lasten in allen Betriebszuständen von nur einem Modul abgedeckt wird. Die Stromversorgungen werden mit Hilfe einer passiven Diode oder eines aktiven Leistungshalbleiters (Mosfet) entkoppelt, so dass ein Kurzschluss in einer defekten Stromversorgung oder den Leitungswegen nicht dazu führt, dass die Versorgungsspannung am Verbraucher einbricht.

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