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Thema: PL bei einer Windkraftanlage

  1. #1
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    Hallo erstmal,

    ich stehe vor folgener Problematik. Ich versuche zu bewerten ob das Sicherheitssystem einer Windkraftanlage dem entsprechenden Performance Level entspricht.
    Die Anlage hat 250 kW zur besseren Vorstellung man kann sowohl unten im Turm als auch in der Gondel arbeiten.

    ABER da geht es eigentlich schon los, alle Fachliteratur, Normen, etc. sind auf Maschienen genormt an denen man Arbeitet also zb. der klassische Holzspalter oder ne Schutztür und auch meistens dem Schutz von Arbeitern gewidmet

    Eine WKA ist ja aber nun kein Gerät an dem man arbeitet, sondern läuft eigentlich vollautomatisch, und nur sehr selten ist ein Mensch im Turm und noch seltener in der Gondel. Und dann nur zu Wartungs oder Reperaturzwecken und dann steht die Anlage!

    Meine die einzige Sicherheitsfunktion auf die ein Mensch direkt einwirkt ist also der Not-Halt. Allerdings gibt es noch eine Reihe weiterer Sicherheitsfunktionen wie Overspeedsensor, Vibrationssensor und zB. Abschalten bei einem Kurzschluss. Diese Sicherheitsfunktion sind in erster Linie zum Schutz der Anlage selbst. Und erst in 2ter Linie dem Schutz von Menschen gedacht. Da falls so eine Anlage mal vollig auseinander fliegt ja auch Menschen im Umkreis betroffen seien könnten zB. dem Bauern der grad sein Feld pflügt oder der Servicetechniker zufällig vor Ort ist.

    Trotzdem habe ich das zu erreichnende PLr auf d gelegt, da ja auf jeden Fall tödliche Verletzung die Folge sein können und man sich auch nicht immer davor schützen kann seht ihr das auch so???

    Nun zu meiner Frage meint ihr das es ausreicht alle diese Sicherheitsfuntionen über ein Phönix Sicherheitsrelais zu einer Sicherheitskette in Reihe zu schalten? Dieses Relais bringt bei Auslösung die Anlage mit einer Vollbremsung in den Stand. Und trennt alle Motoren, Generatoren etc. vom Netz.

    Die Anlage verfügt natürlich noch über ein Betriebsführungssytem das, bis auf den Not-Halt auch alle Betriebszustände überwacht und die Anlage bei Fehlern zum Stillstand bringt. Das Sicherheitssystem würde also zum größten Teil nur bei einem völligen Versagen der SPS einspringen.
    Dies führt zu meiner 2ten Frage. Den Not-Halt würd ich so oder so 2 kanalig auslegen. Aber würde für die restlichen Funktionen auch eine einkanaligkeit reichen um auf PL d zu kommen, wenn für sie eine Redundanz mit dem Betriebsführungsystem besteht?
    Die Frage kommt daher weil einige schon eingekaufte Sensoren hierfür nur einkanalig sind!

    Bitte seid gnädig mit mir komme frisch von der FH und da hab ich von Sicherheitstechnik eher so garnichts gehört^^ Wäre auch sehr interessieret an Quellen zu Sicherheitstechnik bei WKAs
    Zitieren Zitieren PL bei einer Windkraftanlage  

  2. #2
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    Zitat Zitat von windemacher Beitrag anzeigen
    Aber würde für die restlichen Funktionen auch eine einkanaligkeit reichen um auf PL d zu kommen, wenn für sie eine Redundanz mit dem Betriebsführungsystem besteht?
    Die Frage kommt daher weil einige schon eingekaufte Sensoren hierfür nur einkanalig sind!
    Hallo und willkommen im Forum,

    das ist möglich, aber das kann man nur sagen, wenn man die genaue Konfiguration kennt und entsprechende Daten
    der Bauteile hat.

    http://www.dguv.de/ifa/de/pub/rep/re...0208/index.jsp

    In dieser Publikation gibt es Beispiele für Konfigurationen bzgl. Performancelevel.

    Gruß
    Tommi

  3. #3
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    Ok, ich arbeite mich dazu auch in Sistema ein, also um in diesen Fall aud PL d zu kommen müsste ich ja KAT3 wählen.

    Und würde dann als einen Kanal die Sicherheitskette und als 2ten Kanal die SPS/Betriebsführung nehmen? also als Beispiel Drehzahlüberwachung Kanal 1 Drehzahlsensor->overspeedrelais->Sicherheitsrelais->Auslösung.
    Und Kanal 2 wäre dann die Drehzahlüberwachung durch das Betriebsführungssystem das bei überdrehzahl dann ja auch auslöst?

    Die Software des Betriebsführungssystem ist nicht von uns, also müsste ich mit dann doch vom Hersteller bestätigen lassen das dieses Betriebsfühnrungssystem PLd entspricht oder?

  4. #4
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    Vllt nochma kurz zum Grundprinzip,
    Es gibt eigentlich nur eine Sicherheitsfunktion : Anlage zum Stillstand bringen und alle Hilfsmotoren stromlos schalten. Dies wird halt durch verschiedene Ereignisse ausgelöst

    (geschiet durch öffnen der Hydraulikventile beider zwangsgeöffneten Bremsen ->Vollbremsung) Schütze der Ventile öffnen wenn sie stromloss werden, also theoretisch können man auch einfach unten "den Stecker ziehen" und die Anlage würde ne Vollbremsung machen und könnte auch nicht wieder Anlaufen weil die Bremsen ja elektrisch geöffnet werden müssen.... aber bei 250 kW ist das mit dem Stecker ziehen sone Sache

  5. #5
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    Hallo,
    für Windkraftanlagen gibt es einiges zu beachten.
    Es gibt vom Germanischen LLoyd eine Richtlinie, da sind PLr vorgegeben und es gibt Normen.
    EN 61400
    EN 50308 (Nicht Harmonisiert)
    Besonders die GL Richtlinie solltest Du dir besorgen.

  6. #6
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    Vielen Dank für den Hinweis, mit diesen Normen bin ich natürlich vertaut, maßgebend ist für uns wie du schon sagst du GL 2010, dort wird für Sicherheitsfunktionen PLr d empfohlen, allerdings auch darauf hingewiesen das man das PLr für die Sicherheitsfunktionen selber festlegen muss und dies auch begründen muss.

    Allerdings ist für einige Sicherheitsfunktionen auch ausdrücklich erlaubt das diesen vom Betriebsführungssystem übernommen werden, dann ist PLd ja auch eher unrealistisch...

    Aber PL d ist für die Sicherheitskette ja mein erklärtes Ziel, zur genaue Verschaltung wird dort nichts vorgeschrieben, nur das ein gewisse Redundanz vorhanden sein muss!

    Nun komme ich zum den hier ja schon häufig diskutierten Thema ob eine 2 kanaligkeit gegeben ist wenn ein Kanal über die SPS geht also wie in BGiA 2008 Bsp. 18 oder ob die Kette wie BGiA 2008 Bsp. 29 aufgebaut sein muss... Hmmmm

  7. #7
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    Hallo,
    theoretisch möglich, praktisch scheitert es an den fehlenden Werten. Aber wenn Du Werte für die Bauteile bekommst und noch einige andere Dinge beachtest ist es möglich.

  8. #8
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    Hallo,
    vorweg ich habe mich mit Windkraftmaschinen nur wenig beschäftigt in letzter Zeit aber immer öfter.
    Aber wenn ich mir die GL 2010 ansehe und die Gespräche die ich bisher geführt habe, sind da eine ganze Menge mehr SF als die von Dir geschriebene.

    Eine SF beginnt am Sensor und endet am Aktor, je nach der gewählten Kategorie sind diese Elemente Redundant ausgeführt. Also z.B. Maximaldrehzahl, hier sind ein oder zwei Sensoren zur Drehzahlüberwachung nötig die dann entsprechend sicher ausgewertet werden müssen und dann auch wieder auf einen oder eben zwei Aktoren geht, die zum herunter bremsen führen. In diesem Fall könnte es eine sichere Pitch Verstellung sein und/oder Bremsen.
    Geändert von Safety (15.04.2012 um 21:06 Uhr)

  9. #9
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    Hallo,
    vielen Dank soweit,

    in der GL 2010 wird bei den Sicherheitsfunktionen im Text zwischen "vom Betriebssystem abzuschalten" und "vom Sicherheitssystem abzuschalten" unteschieden.

    zB. die Winderfassung, die Anlage ist bei überschreiten der Windgeschwindigkeit für die sie ausgelegt ist abzuschalten, eindeutig eine sehr wichtige Funktion für das Überleben der Anlagen und auch den Menschen die vllt gerade in der Umgebung sind.

    Nach der GL 2010 reicht hier aber ein abschalten durch das Betriebssystem:

    2.3.2.4.3 Überschreitung der Abschaltwindgeschwindigkeit
    Ist für die Auslegung der WEA eine Abschaltwindgeschwindigkeit
    Vout nach Abschnitt 2.2.2.8, Absatz 3
    zu Grunde gelegt worden, muss bei einer Überschreitung
    dieses Grenzwertes die WEA sofort automatisch
    durch die Betriebsführung abgeschaltet werden.

    Wie soll ich dann bitte ein PL errechnen, dann müsste ja mein ganzer Betriebsführungscomputer eine Sicherheits SPS sein oder?
    Geändert von windemacher (16.04.2012 um 08:19 Uhr)

  10. #10
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    Dein Betriebsführungscomputer wird doch sicher eine SPS sein oder? Dann sind laut DIN 13849 die Herstellerangaben heran zuziehen, wenn der Hersteller bereits eine Angabe über einen PL oder SIL gemacht, dann kannst du die meines wissens nach entsprechend verwenden. die Frage ist auch ob nur eine CPU in deinem Baustein arbeitet oder obs gleich 2 sind je nach dem musst das redundant ausführen oder nicht, wenn du nach KAT 3 oder 4 aufbaust.

    in den Beispielen des BGIA haben die immer einen MTTFd von 50 Jahren, ich denke das der Hersteller da irgendwelche Angaben machen kann.

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