Die österreichische Sandvik Mining and Construction G.m.b.H. exportiert ihre Berg- und Tunnelbaumaschinen in die ganze Welt. Vorab durchlaufen die imposanten Hochleistungsprodukte im obersteirischen Zeltweg umfangreiche Tests – und das unter realen Netzbedingungen. Die von ABB entwickelte Prüfstandlösung zur Simulation unterschiedlicher Spannungen und Frequenzen für verschiedenste Netze macht es möglich.
Der kabelgetriebene Borer Miner SANDVIK MF460 ist ein Gigant. Mit seinen rotierenden Schneidköpfen schneidet er sich auf einer Breite von sechs Metern mühelos durch Gestein und transportiert das gewonnene Material automatisch an das angeschlossene Förderband. Gefertigt wird das integrierte Abbausystem der schwedischen Sandvik-Gruppe in Österreich. In mehr als zehn Jahren hat das Werk in Zeltweg die Gewinnungsmaschine im XXL-Format in enger Zusammenarbeit mit dem multinationalen Bergbauunternehmen BHP entwickelt. Vier dieser unterirdischen Systeme werden ab Ende 2026 in dessen neuem Kalibergwerk in der kanadischen Provinz Saskatchewan zum Einsatz kommen und dort potenziell pro Jahr über zehn Millionen Tonnen Kaliumkarbonat produzieren.
Ready für den Weltmarkt
Hochleistungsprodukte wie die SANDVIK MF460 stehen für beste Qualität und Zuverlässigkeit. Bevor Sandvik die überdimensionalen Maschinen in Einzelteilen zerlegt, verschifft und vor Ort beim Kunden montiert, erfolgen am Standort in Zeltweg umfassende Endprüfungen. Das Problem: Viele der Bergbauunternehmen sitzen in Ländern, deren Stromnetz andere Frequenzen und Spannungen aufweist als das in Österreich. Kanada ist eines von ihnen. Um die von Elektromotoren angetriebenen Schneidwerkzeuge und andere verbaute Elektronikkomponenten dennoch vollumfänglich testen zu können, werden die realen Netzbedingungen in den Prüfständen kurzerhand simuliert.
Stufenlose Simulation
Seit Juni 2023 nutzt Sandvik dafür eine speziell von ABB konfigurierte Schaltanlage. Ihr Herzstück ist der Standard Frequenzumrichter ACS880. Der Wechselstrom aus dem öffentlichen Netz wird über einen Transformator eingespeist. Der angeschlossene Frequenzumrichter konvertiert die in Österreich übliche Frequenz von 50 Hertz in einen Ausgang mit variabler Frequenz und Spannung. Dort gibt ein zweiter Transformator die richtigen Parameter an den Prüfstand von Sandvik weiter. Verbinden die Techniker dann die Maschinen für ihre Tests mit der „Steckdose“ in der Werkshalle oder im Außengelände, fließt ebenda – wie im kanadischen Netz – Wechselstrom mit 60 Hertz und 1,1kV bzw. 4,16kV.
Volle Leistung trotz hoher Energieströme
Erwin Dulnigg, der als Plant Manager für die Energieversorgung des gesamten Werks in Zeltweg und allen damit verbundenen Investitionen verantwortlich ist, zeigt sich rundum begeistert von der neuen Lösung: „Mit der Anlage von ABB können wir unsere Maschinen für die Endprüfungen stufenlos mit unterschiedlichen Frequenzen und Spannungen in Betrieb nehmen. Und das trotz der hohen Ströme beim Direktanlauf", wie er erklärt. „ABB war der einzige Anbieter, der unsere Anforderungen vollständig erfüllen konnte.“ Ein weiteres Plus: Die ABB Lösung basiert auf Standardprodukten. „Gerade mal ein halbes Jahr hat es gedauert, bis die neue Schaltanlage auf unserem Werksgelände installiert war“, betont Dulnigg.
Früher nutzte Sandvik für die Simulation einen rotierenden Umformersatz aus Motor und Dieselgenerator. „Sowohl der hohe Wartungsaufwand als auch die Lärm- und Abgasbelastung beeinträchtigten in starkem Maße die Arbeit unserer Techniker“, erinnert sich der Plant Manager. Das alte Setup war weder besonders energieeffizient noch umweltfreundlich. Um das Gefahrenpotenzial des Treibstofftanks auf ein Minimum zu reduzieren, mussten Dulnigg und sein Team in zusätzliche Infrastruktur investieren.
Geräuscharm und energieeffizient
Mit der neuen Schaltanlage von ABB hat die Sandvik Mining and Construction G.m.b.H. nun eine gleichermaßen wirtschaftliche wie emissionsarme Lösung gefunden. Die gesamte Technik ist in zwei Containern verbaut. Darin reihen sich dicht an dicht die Antriebsschränke. Damit die wassergekühlten Frequenzumrichter nicht überhitzen, während die Anlage in Betrieb ist, befindet sich zur Kühlung auf dem Dach ein Luft-Wasser-Wärmetauscher. Mit Hilfe der ABB Spezialsoftware Optimal Grid Control (OGC) können die Standard ACS880 IGBT-Einspeiseeinheiten für verschiedene Netzsimulationen verwendet werden. Ursprünglich entwickelt, um die ABB Frequenzumrichter zur Landstromversorgung internationaler Schiffe in Häfen einzusetzen, unterstützt die Anwendung Sandvik nun bei der Simulation ihrer länderspezifischen Netze.
Alles aus einer Hand
Die Zustandsüberwachung und speicherprogrammierbare Steuerung der Technik erfolgt mit der ABB AC500 SPS-Plattform. Deren Bedienpanel ist an die Schaltanlage von Sandvik angebaut. „So können unsere Techniker alles komfortabel von einem Ort aus erledigen“, freut sich Dulnigg. „In die Container selbst müssen wir nur noch selten.“ Was der Plant Manager an ABB besonders schätzt, ist, dass der Technologiekonzern als Gesamtsystemanbieter alles aus einer Hand liefert – von den Containern mit den leistungsstarken Frequenzumrichtern und Transformatoren über die Steuerung bis hin zur Kühlung, Brandmeldeanlage und Verkabelung.
Blaupause für andere Industrien
Die Installation bei Sandvik beweist: Die von ABB konfigurierte Anlage punktet durch hohe Flexibilität. Bald schon könnten auch andere Industrien wie beispielsweise die Metallbranche oder die Pumpenindustrie von der Innovation profitieren. Sollte in Zukunft mehr Leistung benötigt werden, könnte man die Lösung mithilfe einer größeren Anzahl von Frequenzumrichtern skalieren. Die Containerlösung von ABB bietet überall dort, wo Maschinen mit elektrischen Motoren oder Generatoren unter variablen Netzbedingungen zu testen sind, handfeste Vorteile.
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Titelbild: Mit freundlicher Genehmigung der Sandvik Mining and Construction G.m.b.H.
