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Harald Mayer |

So lassen sich ungeplante Ausfälle vermeiden

Schaltanlagen sollten unterbrechungsfrei arbeiten. Wie das geht? Mit umfassenden Asset-Management-Lösungen von Siemens. Vor Ort beim Kunden.

 

Luft- (AIS) und gasisolierte Schaltanlagen (GIS) sind elementare Bestandteile der Übertragungsnetze. Nur, wer ihren aktuellen Zustand kennt, kann entscheiden, wann und wo Wartungsarbeiten sinnvoll und notwendig sind. Das Ziel ist es, eine Störung zu beheben, bevor sie eine Netzunterbrechung verursacht. Mit den neuen, kostengünstigen Lösungen für die Vor-Ort-Zustandsüberwachung schafft Siemens die Voraussetzungen für den reibungslosen Betrieb der Anlagen.

 

Hochspannungsschaltanlagen sind vielfältigen Belastungen ausgesetzt: steigende Lastanforderungen, hohe Nachfrage durch Abnehmer und Prozesse sowie eine oft begrenzte Backup-Stromversorgung. Gleichzeitig wächst die Zahl der Hochspannungsanlagenteile, die älter als 30 Jahre sind. Die Folge: Störungen treten häufiger auf. Um zu vermeiden, dass infolge der alternden Anlagenteile größere Schäden entstehen, müssen Hochspannungsschaltanlagen regelmäßig überwacht und zustandsgemäß gewartet werden – natürlich bei möglichst kurzen Stillstandszeiten.

 

Zuverlässige Zukunftsprognosen erstellen

Das Portfolio von Siemens umfasst ein breites Spektrum an proaktiven Serviceleistungen für alle Phasen eines Lebenszyklus‘ einer GIS oder AIS. Bei Zustandsbewertungen werden Abweichungen gegenüber den spezifizierten Zuständen ermittelt. Durch Wartung und den Einbau von Ersatzteilen werden die Anlagen wieder in optimalen Zustand gebracht. „Siemens Customer Services verfügt über jahrzehntelange Erfahrung mit Übertragungs- und Verteilungssystemen. Uns steht weltweit hochqualifiziertes Fachpersonal zur Verfügung“, sagt Armand Tsague, Field Service Engineer bei Siemens. „Mit unseren Komplettpaketen für die Vor-Ort-Zustandsüberwachung von GIS und AIS sind wir in der Lage, Analysen zur Anlagenhistorie zu erstellen, ihren aktuellen Zustand zu bewerten und Prognosen für die Zukunft abzugeben. Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Schaltanlagen verbessern sich so signifikant – und zu geringen Kosten.“

 

Flexibel und präzise dank tragbarer Diagnosegeräte

Zwar liefern auch einzelne Bewertungsmethoden ein oft solides Ergebnis. Die Siemens-Servicetechniker setzen jedoch auf die Kombination unterschiedlicher Methoden, um ein ganzheitliches Bild vom Zustand einer gas- oder luftisolierten Schaltanlage zu erstellen – und das bei größtmöglicher Präzision. „Auch durch häufige Messungen und Trendanalysen erheben wir aussagekräftige Daten für eine Zustandsprognose einer Anlage“, erläutert Tsague. Mithilfe tragbarer Diagnosegeräte erhalten die Fachleute von Siemens bei Bedarf genauen Einblick in den Zustand der Hochspannungsanlagen.

 

Die unterschiedlichen Stufen der Zustandsbewertung

Das Portfolio für die Zustandsbewertung umfasst drei Analysestufen. Die Bewertungen der ersten und der zweiten Stufe werden im laufenden Betrieb, also ohne Unterbrechung, durchgeführt. Die wichtigste Messung ist dabei die Teilentladungsmessung. Bei einer zeitlich begrenzten Überwachung werden dazu bevorzugt Ultrahochfrequenzverfahren (UHF) eingesetzt. Diese Verfahren können die Serviceexperten mit einer akustischen Ortung von Teilentladungen kombinieren, mit einer Sichtprüfung durch das Prüf-Tool SAFE, einer thermografischen Erfassung der gesamten Schaltstation sowie einer Gasanalyse zur Messung von Feuchtegehalt, SF6-Prozentsatz, Taupunkt, Schwefeldioxid- (SO2-)Gehalt und weiteren Werten.

Die dritte Stufe umfasst zusätzliche elektrische Messungen, die eine Betriebsunterbrechung erfordern. Dazu zählen etwa die dynamische Messung des Kontaktwiderstands (DCRM-Messung) am Unterbrecher, Timing-Tests, Messungen an der Freiluftdurchführung und Messung des Transformatorstroms.

 

Vorteile für die Betreiber

„Die Vor-Ort-Teilentladungsüberwachung bietet Betreibern vielfältigen Nutzen, auch bei Schaltanlagen von Drittanbietern“, berichtet Tsague. Zu den Vorteilen gehören eine exakte Fehlervorhersage, Zugang zu Echtzeit-Zustandsdaten mittels fest installierter UHF-Sensoren, frühzeitige Warnung bei Störungen sowie eine möglichst lange störungsfreie Betriebsdauer der Anlage. Dadurch verschieben sich größere Investitionen in neue Anlagenteile. Kosten für Reparaturen aufgrund schwerwiegender Schäden lassen sich ganz vermeiden.

 

Was bedeutet Teilentladung (TE)?

Eine TE ist ein teilweiser dielektrischer Durchschlag in einem elektrischen Hochspannungsleitungsisoliersystem. Dadurch kommt es zu einer kontinuierlichen Zustandsverschlechterung des Isoliermaterials, was schließlich zum Stillstand und Komplettausfall der Anlage führen kann. Um diese ungeplanten Ausfälle zu vermeiden, ist es wichtig, Teilentladungen so früh wie möglich zu erkennen. Hauptursachen für TE sind bei gasisolierten Schaltanlagen (GIS) frei bewegliche Partikel, Fehlerstellen im Isolationsmaterial, schwebende Elektroden, defekte Isolatoren sowie Protrusionen oder Koronaentladung.

 

Sensoren für Ultrahochfrequenzmessung

Teilentladungen in einer GIS verursachen Stromsignale und akustische Signale. Zudem entstehen dadurch elektromagnetische Wellen im Ultrahochfrequenzbereich (UHF). Diese UHF-Signale können mittels spezieller Sensoren gemessen werden. Wenn die GIS nicht bereits mit integrierten Sensoren ausgestattet ist, lassen sich in der Regel externe Sensoren anbringen. Untersuchungen haben bestätigt, dass Teilentladungssignale bei UHF-Messungen sehr genau erfasst werden. Damit wird die UHF-Messung bei Inbetriebnahmeprüfungen sowie bei der kurzzeitigen und dauerhaften Überwachungen zur zunehmend bevorzugten Messmethode.

 

Kontakt: support.energy@siemens.com

Weitere Informationen über Customer Services www.siemens.de/td-services

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