UPS-Projekt der Ningxia Iron & Steel Group: Industrietauglicher Fall für die intelligente Stahlherstellung

Ⅰ. Projektübersicht

1. Unternehmenshintergrund
   • Die Ningxia Iron & Steel Group (Ninggang Group) ist der größte moderne Stahlkomplex in der autonomen Region Ningxia Hui mit einer Jahreskapazität von 2 Millionen Tonnen. Zu den wichtigsten Anlagen gehören 230m²/260m²-Bandsinteranlagen, 1350m³/1580m³-Hochöfen, 60-Tonnen-Konverter, Stranggießanlagen und Walzstraßen für die Bau- und Maschinenbaubranche.
   • Als nationales Hightech-Unternehmen, das nach ISO 9001 und ISO 14001 zertifiziert ist, konzentriert sich das Unternehmen auf die umweltfreundliche, intelligente Produktion.
2. Anforderungen an den Leistungsschutz
   • Kritische Ausrüstung: SPS-Steuerungssysteme, Strangguss-Wechselrichter und Server in Rechenzentren benötigen eine 24/7-Stromversorgung.
   • Herausforderungen für die Umwelt: Hohe Temperaturen (45℃+) und staubige Bedingungen in Hochofenbereichen, die bei herkömmlichen Hochöfen zu Überhitzungsproblemen führen können UPS.
   • Risiko der sofortigen Überlastung: Der Anlaufstrom des Kippmotors des Umrichters erreicht das 7- bis 11-fache des Nennwerts, was zu herkömmlichen USV-Abschaltungen führt.

Ⅱ. Kernherausforderungen

1. Stromqualität und -zuverlässigkeit
   • Oberschwingungsstörungen von Wechselrichtern in Walzwerken führen zu THDi (Total Harmonic Distortion) von 8% und verkürzen die Lebensdauer der Geräte.
   • Durch Hochofengebläse verursachte Spannungsabfälle gefährden die Genauigkeit der SPS-Steuerung.
2. Schmerzpunkte im O&M-Management
   • Der dezentrale Einsatz der USV an 32 Stromversorgungspunkten im gesamten Werk führt zu Reaktionszeiten von über 2 Stunden.
   • Blei-Säure-Batterien (3.000 Zyklen) verursachen jährliche Ersatzkosten von über 3 Millionen RMB.
3. Engpässe bei der Energieeffizienz
   • Die herkömmliche USV arbeitet mit einem Wirkungsgrad von 82% und verursacht jährliche Stromkosten von über 8 Millionen RMB.
   • Das Ziel des “14. Fünfjahresplans” von Ningxia, den Energieverbrauch um 15% pro Einheit Produktionswert zu senken, muss erreicht werden.

Ⅲ. Lösungen

1. Technische Architektur

2. Strategie zur Umsetzung
   • Einsatz von volldigitalen DSP-Steuermodulen zur Kompensation von Oberschwingungen in Echtzeit und Reduzierung des THDi auf unter 2%.
   • Einsatz von 4×100kVA USV parallel (insgesamt 400kVA), Reservierung von 30% Erweiterungsraum.
   • Integration mit der Energiemanagement-Plattform der Ninggang-Gruppe zur Fernüberwachung des Batteriezustands (SOH).

Ⅳ. Projekt-Errungenschaften

1. Verbesserte Leistungszuverlässigkeit
   • Die Systemverfügbarkeit erreicht 99,999%, mit einer jährlichen ungeplanten Ausfallzeit < 5 Minuten.
   • Das Selbstdiagnosesystem verkürzt die Reaktionszeit bei der Wartung um 70%, mit einer MTTR (Mean Time to Repair) ≤ 30 Minuten.
2. Optimierung der Energieeffizienz
   • Die Reduzierung des THDi von 8% auf 2% spart jährlich 12 Millionen RMB an Stromkosten.
   • Lithium-Eisenphosphat-Batterien (10.000 Zyklen) reduzieren die jährlichen Wartungskosten um 75%.