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wlb - Wasser, Luft und Boden 4/2015

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WASSER-/ABWASSERTECHNIK

WASSER-/ABWASSERTECHNIK I TITEL Historisches Ambiente Wasserversorgung Bern bringt Denkmalschutz und moderne Pumpensteuerung zusammen Frederic Muller In Bern werden vom Wasserverbund Region Bern AG pro Jahr mehr als 200 000 Einwohner mit 20 Millionen Kubikmeter Trinkwasser versorgt. Um diesen Bedarf jederzeit bedienen zu können, hat das Unternehmen das zentrale Hauptpumpwerk Schönau komplett saniert. Seitdem beherbergt das historische, unter Denkmalschutz stehende Gebäude modernste Pumpen und Frequenzumrichter. Autor: Frederic Muller, Verkaufsingenieur Wasser/Abwasser/Energie, Danfoss GmbH, VLT Antriebstechnik, Frenkendorf, Schweiz Die Wasserversorgung Region Bern AG hat die Verantwortung für die gesamte Versorgung der Bevölkerung in Bern selbst, sowie der angeschlossenen Gemeinden und Versorgungsgebiete. Sie greift dazu auf natürliche Wasserreserven zurück. Insgesamt betreibt das Unternehmen fünf Grundwasser- und zwölf Quellwasserfassungen, die über 22 Pumpstationen und 21 Reservoirs sowie 211 km Leitungsnetzmiteinander verbunden sind. Dabei verfügen die Reservoire nicht jeweils über eine separate Leitung zur Füllung, sondern das gesamte Netz ist komplett vermascht und hält einen Druck von 4–11 bar. Für eine Füllung der Reservoire wird Wasser ins Netz gepumpt und passt so den Füllstand der Behälter an den gewünschten Sollwert an. Zukunft gesichert Das 1945 bis 1950 erbaute ehemalige Gasund Wasserwerk Schönau war nach fast 60 Jahren technisch nicht mehr für die auch zukünftig steigenden Anforderungen der Wasserversorgung gewachsen. So entschloss sich die WVRB AG für eine kom plette Sanierung des Gebäudes als Hauptpumpwerk, um es technisch und vor allem auch energetisch auf den neusten Stand zu bringen. Sie schuf eines der modernsten Pump - werke und eine der effizientesten Wasserver sorgungen. Für die Steuerung der Pumpen entschieden sich die Wasserspezialisten für VLT Aqua Drive Frequenzumrichter von Danfoss. Die Entscheidung fiel aufgrund der hohen Energieeffizienz der Antriebe, ihrer Zuverlässigkeit, die sie bereits bei anderen Projekten, in anderen Funktionen wie beispielsweise der Lüftung und Pumpstationen unter Beweis gestellt hatten, sowie ihre Bedienungsfreundlichkeit. Zudem sind sie im Betrieb und Unterhalt günstig, da die VLT Frequenzumrichter auf eine lange Lebensdauer ausgelegt sind und wartungsfrei laufen. Komplettsanierung in Kürze Im September 2013 startete der gesamte Umbau. Durch einen detaillierten Zeitplan konnte die WVB den kurzen Umbau in nur acht Monaten für das gesamte Paket an Sanierungsmaßnahmen einhalten. Im Bereich 12 wlb 4/2015

TITEL I WASSER-/ABWASSERTECHNIK 01 Direkt neben den sechs Hauptpumpen stehen die jeweiligen Frequenzumrichter und AHF-Filter frei im Raum – die historische Optik wird erhalten 02 Hier kommen die sechs Wasserleitungen der Hauptpumpen zusammen der Energieversorgung kamen vier neue Trafos zum Einsatz. Die sechs Hauptpumpen mit je 200 kW sowie die zwei Ausgleichspumpen mit je 75 kW bekamen eine zeitgemäße elektronische Drehzahlregelung durch die Danfoss VLT Aqua Drive Antriebe. Die neuen VLT Aqua Drive finden ihren Platz direkt neben den anzusteuernden Pumpen. Dabei sind die Berner einen sehr kreativen Weg gegangen: Sie haben die großen Umrichter zusammen mit den AHF- Filtern zur Reduzierung der Netzrückwirkungen an frei stehenden Rahmen montiert und mit den übrigen Baugruppen zusammen verdrahtet, um anschließend die Schaltschrankgehäuse einfach überzustülpen. Dies erlaubt eine kompakte und übersichtliche Verdrahtung in der Halle, die optisch im historischen Gewand geblieben ist. Reibungsloser Betrieb Für den reibungslosen und zuverlässigen Betrieb der Pumpen in der Anlage setzt die Berner Wasserversorgung auf die VLT Aqua Drive von Danfoss. Sie passen die Drehzahl der acht Pumpen auf die notwendige Geschwindigkeit an und optimieren den Betrieb. Der Frequenzumrichter ist speziell auf den Betrieb von Pumpenanwendungen optimiert und stellt für diesen Zweck eine Reihe von Spezialfunktionen zur Verfügung. Daneben sorgt er mit einem Wirkungsgrad von typisch 98 % für eine optimale Energienutzung. Dazu tragen auch ein Die eingesetzten Frequenzumrichter stellen eine Reihe von Spezialfunktionen zur Verfügung Sleep-mode und eine automatische Energieoptimierung bei. Der sanfte Anlauf und die reduzierten Starts reduzieren Verschleiß und Energiebedarf in der Anlage. Die Ansteuerung der VLT Aqua Drive kann sowohl mit analogen Steuersignalen wie auch über Feldbusschnittstellen erfolgen. Im Hauptpumpwerk sind die Frequenzumrichter mithilfe von analogen Signalleitungen in das Leitsystem eingebunden. Dies erlaubt eine einfache Diagnose im Fehlerfall und reduziert die Komplexität. Redundanz der eingesetzten Systeme sichert eine jederzeit zuverlässige Versorgung der Bevölkerung. Optimale Trafonutzung Frequenzumrichter optimieren zwar die Energieeffizienz, belasten aber das speisende Netz mit Netzrückwirkungen, d. h. Verzerren die speisende Spannung im Zusammenwirken mit der Netzimpedanz. Dabei steigen die Rückwirkungen mit Größe und Anzahl der Umrichter an. Netzrückwirkungen können die Funktion empfindlicher Messgeräte, wie sie in einer Wasseraufbereitung zum Einsatz kommen, stören. Zudem verhindern sie die optimale Ausnutzung von Transformatoren durch zu erbringende Blindleistung höherer Frequenz. Aufgrund der hohen Leistung der eingesetzten Frequenzumrichter setzte die WVRB AG zur Reduzierung dieser Auswirkungen auf AHF-Filter von Danfoss. Dabei handelt es sich um passive Filter, die in den Eingangskreis der Frequenzumrichter geschaltet sind und die in das Netz implizierten Oberschwingungsströme auf unter 5 % THDi (Total Harmonic Distortion) reduzieren. Fotos: Pixabay, Danfoss ww.danfoss.de wlb 4/2015 13