Zustandsüberwachung in Umspannwerken für kritische Stromversorgungsanlagen
Zentrale Zustandsüberwachung von Transformatoren in Umspannwerken und anderen kritischen Hochspannungsanlagen, wobei Temperatur-, DGA-, Teilentladungs-, Durchführungs- und OLTC-Daten für abgelegene und unbeaufsichtigte Standorte kombiniert werden.
Warum die kontinuierliche Zustandsüberwachung in modernen Umspannwerken wichtig ist
In einem Umspannwerk sind in der Regel mehrere der wichtigsten und wertvollsten Anlagen eines Netzes an einem einzigen Standort konzentriert – Transformatoren, Durchführungen, Stufenschalter und andere Hochspannungsanlagen, die alle zwischen den planmäßigen Inspektionen zuverlässig in Betrieb bleiben müssen.
Da viele Umspannwerke nur in regelmäßigen Abständen besucht werden und einige sogar gänzlich unbeaufsichtigt sind, können sich zwischen den Besuchen eintretende Zustandsänderungen bis zur nächsten Inspektion unbemerkt bleiben. Durch eine kontinuierliche Überwachung erhalten Betreiber Einblick in das tatsächliche Tagesgeschehen dieser Anlagen, anstatt sich ausschließlich auf punktuelle Kontrollen zu verlassen.
Dies ist für eine Vielzahl von Websites von Bedeutung – sehen Sie selbst, wie sich diese Überlegungen allgemeiner auf Stromnetz und Versorgungsunternehmen, und wie sie konkret auf eine einzelne kritische Anlage in Überwachung von Transformatoren in Umspannwerken.
Was sollte in einem Umspannwerk überwacht werden?
Ein Programm zur Zustandsüberwachung von Umspannwerken umfasst in der Regel die Transformatoren und andere kritische Hochspannungsanlagen, die das größte betriebliche und finanzielle Risiko bergen, falls ein Fehler unentdeckt bleibt.
- ●Transformatoren — Wicklungstemperatur, Hotspots, Öltemperatur, Füllstand und Druck, Kühlleistung.
- ●Zustand der Isolierung — Analyse von gelöstem Gas (DGA) und Untersuchung von Teilentladungen (PD).
- ●Buchsen — Zustandsentwicklung bei kritischen Hochspannungsdurchführungen.
- ●OLTC — Betriebszustand des Laststufenschalters.
- ●Sonstige Hochspannungsanlagen — weitere kritische Anlagen, die im Rahmen des Risikoprofils der Umspannstation ermittelt wurden.
Siehe auch: Transformatorüberwachung · Temperaturüberwachung von Transformatoren · Überwachung von Transformatoren in Umspannwerken
Überwachung kritischer Transformatoren in Umspannwerken
Transformatoren in Umspannwerken gehören oft zu den Anlagen, deren kurzfristiger Austausch am schwierigsten und kostspieligsten ist, weshalb ihr aktueller Zustand für die Betreiber von Umspannwerken ein zentrales Anliegen darstellt.
- ●Thermische Bedingungen bei wechselnder Belastung
- ●Zustand der Isolierung im Zeitverlauf
- ●Zustand der Buchsen und des OLTC
- ●Zustand des Ölsystems
Die Prioritäten bei der Überwachung werden in der Regel anhand der Kritikalität des Transformators, seines Alters, seines Lastprofils und des Aufwands für einen eventuellen Austausch festgelegt.
Temperatur- und Hot-Spot-Überwachung für Transformatoren in Umspannwerken
Die Temperatur an den Heißstellen der Wicklungen ist einer der deutlichsten Indikatoren für thermische Belastung in einem Umspannwerkstransformator, insbesondere unter wechselnden Lastbedingungen.
Die direkte Temperaturmessung an den Glasfaserwicklungen liefert Echtzeitdaten zu Überhitzungsstellen, ergänzt die herkömmliche Öltemperaturanzeige und ermöglicht so ein umfassenderes thermisches Gesamtbild für kritische Transformatoren in Umspannwerken.
Produkt: Glasfaser-Temperaturmesssystem für Öltransformatoren
Überwachung der Transformatorisolierung und auftretende interne Fehler
Analyse gelöster Gase
Erfasst die Entwicklung der Konzentration von gelöstem Gas im Transformatoröl, um aufkommende thermische oder elektrische Anomalien im Inneren von ölgefüllten Transformatoren zu erkennen.
Überwachung von Durchführungen, OLTC und Transformator-Hilfssystemen
Von Signalen für Störzustände bis hin zu Wartungsmaßnahmen
| Überwachter Parameter | Mögliches Signal | Typischer nächster Schritt |
|---|---|---|
| Wicklung / Öltemperatur | Anhaltender oder wiederholter ungewöhnlicher Anstieg | Lastverlauf und Kühlleistung überprüfen |
| Analyse gelöster Gase | Zunehmende Trends bei den wichtigsten Gasarten | Gasverhältnisse überprüfen und weitere Probenahmen planen |
| Teilentladung | Zunehmende Entladungsaktivität | Mit der DGA abgleichen und Inspektion planen |
| Buchse | Entwicklung der Abweichungen | Prüfung oder Test der Buchsen planen |
| OLTC | Ungewöhnliches Betriebsverhalten | Aufzeichnungen zur Stufenschaltung und den Zustand des Mechanismus überprüfen |
| Ölstand | Unerwarteter Rückgang | Auf Undichtigkeiten prüfen und die Sensorwerte überprüfen |
| Druck | Messwert außerhalb des Messbereichs | Ursache klären, bevor der Betrieb fortgesetzt wird |
| Kühlung | Verminderte Kühlleistung | Lüfter, Pumpen und Kühler überprüfen |
Signale sind am nützlichsten, wenn sie gemeinsam und im Zusammenhang mit der bisherigen Belastungshistorie betrachtet werden, und nicht als einzelne Alarme.
So planen Sie ein Zustandsüberwachungssystem für Umspannwerke
Kritische Vermögenswerte identifizieren
Beginnen Sie damit, Transformatoren in Umspannwerken und andere Hochspannungsanlagen nach ihrer Kritikalität, ihrem Alter und dem Aufwand für einen Austausch zu ordnen.
Überwachungsprioritäten festlegen
Entscheiden Sie, welche Zustandsparameter – Temperatur, DGA, PD, Durchführung, OLTC, Ölsystem – für jede Anlage am wichtigsten sind.
Überprüfung der vorhandenen Sensoren und Überwachungsgeräte
Prüfen Sie, welche Mess- und Überwachungsgeräte bereits installiert sind, bevor Sie zusätzliche Geräte spezifizieren.
Planung einer zentralisierten Daten- und Systemintegration
Legen Sie fest, wie Daten von verschiedenen Anlagen erfasst, gespeichert und den Leitstellen sowie den SCADA-Systemen zur Verfügung gestellt werden sollen.
Zentrale Überwachung mehrerer Umspannwerksanlagen
Die meisten Umspannwerke verfügen über mehr als einen Transformator oder eine kritische Anlage. Es ist in der Regel sinnvoller, die Zustandsdaten aller Anlagen in einer einzigen Übersicht zusammenzufassen, als jede Einheit einzeln zu betrachten.
- ●Mehrere Transformatoren werden gemeinsam überwacht
- ●Übersicht über verschiedene Transformatorfelder
- ●Zentrale Alarmierung im gesamten Umspannwerk
- ●Historische Entwicklungen der einzelnen Vermögenswerte
- ●Vergleich zwischen einzelnen Vermögenswerten
- ●Priorisierung von Instandhaltungsmaßnahmen standortweit
Eine zentralisierte Übersicht erleichtert den Vergleich der Zustandsentwicklungen über verschiedene Transformatorzellen hinweg und hilft dabei, zu entscheiden, wo Wartungsmaßnahmen zuerst erforderlich sind.
Siehe auch: Überwachung von Transformatoren in Umspannwerken
Von Feldsensoren bis hin zu SCADA-Systemen in Umspannwerken und Leitstellen
Der endgültige Integrationsweg hängt von den vorhandenen Systemen und den verfügbaren Schnittstellen der jeweiligen Umspannstation ab.
Fernüberwachung für unbeaufsichtigte Umspannwerke
Viele Umspannwerke werden mit wenig oder gar keinem festangestellten Personal vor Ort betrieben, weshalb die Fernüberwachung von Umspannwerken ein wichtiger Bestandteil des täglichen Betriebs ist und nicht nur eine gelegentliche Annehmlichkeit darstellt.
Die unbeaufsichtigte Überwachung von Umspannwerken ermöglicht es, Zustandsdaten kritischer Anlagen kontinuierlich von einer zentralen Stelle aus zu überprüfen, wodurch die Abhängigkeit von regelmäßigen Besichtigungen vor Ort zur Erkennung sich abzeichnender Probleme verringert wird. In Kombination mit der Online-Überwachung mehrerer Umspannwerke unterstützt dies eine frühzeitigere Erkennung von ungewöhnlichen Trends und eine fundiertere Wartungsplanung für Standorte, deren regelmäßige Besichtigung schwierig oder kostspielig ist.
Überwachung von Übertragungs- und Verteilerstationen
Übertragungsstationen
Dort sind in der Regel große, hochwertige Leistungstransformatoren untergebracht, bei denen ein ungeplanter Ausfall weite Teile des Netzes beeinträchtigen kann.
- ●Hochwertige, schwer zu ersetzende Transformatoren
- ●Größere Auswirkungen auf das Netzwerk im Falle einer Störung
- ●Rechtfertigt oft eine umfassendere Überwachung
Verteilerstationen
In der Regel umfasst dies eine größere Anzahl kleinerer Standorte, an denen eine zentralisierte und ferngesteuerte Überwachung dazu beiträgt, zahlreiche Anlagen effizient zu verwalten.
- ●Eine größere Anzahl kleinerer Standorte
- ●Profitieren Sie von einer zentralen Fernüberwachung
- ●Der Umfang der Überwachung richtet sich häufig nach der Kritikalität der Anlagen
Siehe auch: Stromnetz und Versorgungsunternehmen · Überwachung von Leistungstransformatoren
Neubau eines Umspannwerks oder Modernisierung eines bestehenden Standorts?
Neue Umspannwerksprojekte
- ●Planen Sie die Sensor- und Überwachungsstandorte von Anfang an ein
- ●Überwachungsfunktionen pro Anlage auswählen
- ●Abstimmung mit der SCADA- und Steuerungssystemauslegung
- ●Planen Sie frühzeitig eine zentralisierte Datenarchitektur
Modernisierung bestehender Umspannwerke
- ●Bestehende Sensoren und Überwachungsgeräte überprüfen
- ●Überwachung dort einrichten, wo die Transparenz derzeit eingeschränkt ist
- ●Erweiterung der Datenerfassung und Konnektivität
- ●Soweit möglich, in bestehende Steuerungssysteme integrieren
Warum sollten Sie sich bei der Zustandsüberwachung von Umspannwerken für INNO entscheiden?
- ●Portfolio zur Transformatorüberwachung — Optionen zur Überwachung von Temperatur, DGA, Teilentladung, Durchführungen, OLTC und Ölsystemen für Anlagen in Umspannwerken.
- ●Temperaturüberwachung mittels Glasfaser — Direkte Messung von Überhitzungsstellen in den Wicklungen kritischer Transformatoren in Umspannwerken.
- ●Vielfältige Überwachungsfunktionen — Die Funktionen lassen sich je nach Anlagenmix und Risikoprofil der jeweiligen Umspannstation individuell kombinieren.
- ●Unterstützung bei neuen Projekten und Modernisierungen — Eine Überwachungsarchitektur kann für neue Umspannwerke geplant oder an bestehenden Standorten nachgerüstet werden.
- ●Integration von Überwachungssystemen — Daten aus verschiedenen Anlagen können strukturiert werden, um eine zentrale Überprüfung und die Integration in Steuerungssysteme zu ermöglichen.
Empfohlene Überwachungsprodukte für Umspannwerke
Glasfaser-Temperaturmesssystem
Direkte Messung der Temperatur an den „Hot Spots“ der Wicklungen bei ölgekühlten Transformatoren.
Online-DGA-Überwachungssystem
Kontinuierliche Überwachung der Entwicklung der gelösten Gase in Transformatoröl.
Online-Überwachungssystem für Teilentladungen
Kontinuierliche Überwachung der Entladungsaktivität zur Beurteilung des Isolationszustands.
Überwachungssystem für Transformator-Durchführungen
Zustandsüberwachung für kritische Hochspannungsdurchführungen.
Online-Überwachungssystem für Transformator-OLTC
Überwachung des Betriebszustands von Laststufenschaltern.
Überwachung von Öltemperatur, Ölstand und Öldruck
Die wichtigsten Parameter des Ölsystems in einem einzigen Überwachungssystem.
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Informationen zum Umspannwerk
- ●Übertragung oder Verteilung
- ●Anzahl der kritischen Anlagen
- ●Beaufsichtigt oder unbeaufsichtigt
- ●Neues Projekt oder bestehende Website
Transformator / Anlageninformationen
- ●Transformatorentyp und Nennleistung
- ●Alter und Kritikalität
- ●OLTC / Durchführungsausführung
- ●Kühlvorrichtung
Bestehende Überwachung und Integration
- ●Bestehende Sensoren und Geräte
- ●Aktuelles SCADA- bzw. Steuerungssystem
- ●Anforderungen an die Fernüberwachung
- ●Erforderliche Überwachungsfunktionen
Häufig gestellte Fragen zur Zustandsüberwachung von Umspannwerken
Was versteht man unter der Zustandsüberwachung von Umspannwerken?
Es geht um die kontinuierliche Überwachung von Parametern wie Temperatur, DGA, Teilentladung sowie dem Zustand von Durchführungen und OLTC an kritischen Anlagenkomponenten in Umspannwerken, anstatt sich ausschließlich auf regelmäßige Inspektionen zu verlassen.
Welche Anlagen werden in einem Überwachungssystem für Umspannwerke in der Regel vorrangig behandelt?
Transformatoren in Umspannwerken haben in der Regel oberste Priorität, gefolgt von anderen Hochspannungsanlagen, die als kritisch oder schwer zu ersetzen eingestuft werden.
Inwiefern unterscheidet sich die Überwachung von Umspannwerktransformatoren von der allgemeinen Überwachung von Umspannwerken?
Bei der Überwachung von Transformatoren in Schaltanlagen liegt der Schwerpunkt auf einem einzelnen Gerät, während ein schaltanlagenweites Programm mehrere Transformatoren und andere kritische Anlagen umfasst, die gemeinsam überwacht werden.
Was umfasst die Fernüberwachung von Umspannwerken?
Bei der Fernüberwachung von Umspannwerken werden Zustandsdaten von Feldsensoren und Überwachungsgeräten an eine zentrale Stelle übertragen, sodass das Personal nicht vor Ort sein muss, um den Zustand der Anlagen zu überprüfen.
Können unbemannte Umspannwerke effektiv überwacht werden?
Ja – die unbeaufsichtigte Überwachung von Umspannwerken basiert auf einer kontinuierlichen Datenerfassung und Fernüberprüfung anstelle einer routinemäßigen Präsenz vor Ort.
Wie lässt sich die Online-Überwachung von Umspannwerken in SCADA integrieren?
Zustandsdaten werden in der Regel über lokale Überwachungsgeräte und ein Gateway erfasst und anschließend – je nach den vor Ort vorhandenen Schnittstellen – den SCADA-Systemen der Umspannwerke oder den Systemen der Leitstellen zur Verfügung gestellt.
Kann die Überwachung der Umspannwerksanlagen an einem bestehenden Standort nachgerüstet werden?
In vielen Fällen ja, allerdings hängt die verfügbare Konfiguration vom Alter, der Bauart und der vorhandenen Ausrüstung ab.
Beschränkt sich die Überwachung von Hochspannungsanlagen auf Transformatoren?
Nein – zwar stehen Transformatoren in der Regel im Vordergrund, doch kann ein Programm zur Überwachung von Umspannwerken bei Bedarf auch auf andere kritische Hochspannungsanlagen ausgeweitet werden.
Entwickeln Sie eine Strategie zur Zustandsüberwachung für Ihre Umspannwerksanlagen
Teilen Sie uns die Anlagen, den Aufbau und die vorhandenen Überwachungsgeräte Ihrer Umspannstation mit, dann können wir Ihnen dabei helfen, eine geeignete Konfiguration für die Zustandsüberwachung zu entwerfen.
