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Überwachungssystem für Transformatorenstände per IEC 61850

Übersicht

Transformator  

Transformator

  • Beim Einsatz von Geräten, die mit Öl betrieben werden, müssen spezielle Anforderungen zum Betrieb derartiger Anlagen durch den Energieversorger erfüllt werden.
  • Phoenix Contact bietet ein neues System für die kontinuierliche Füllstandsüberwachung, Alarmierung und die Verpumpung des Niederschlagwassers bei Transformatorenständen an.
  • Das System spart Betriebskosten, da eine gezielte und bedarfsgerechte Einsatzplanung möglich ist.

Anwendung

Beim Einsatz von Transformatoren, E-Spulen und sonstigen Geräten, die mit Öl (z. B. zur Isolierung) betrieben werden, müssen ab einem Volumen von 1 m3 wassergefährdender Flüssigkeit spezielle Anforderungen zum Betrieb derartiger Anlagen durch den Energieversorger erfüllt werden.

Damit es bei eventuell auftretenden Störfällen nicht zum Austritt von wassergefährdenden Flüssigkeiten aus dem Gesamtsystem kommt, müssen alle mit Öl gefüllten Geräte auf flüssigkeitsdichten Flächen aufgestellt werden. Diese müssen entweder als Auffangwanne oder als Ableitfläche zu einem externen Sammelraum bzw. Großabscheider geführt werden.

Die Arbeitsgemeinschaft Industriebau, kurz AGI, hat hierzu ein Arbeitsblatt geschaffen, in dem verschiedene bauliche Möglichkeiten zur Ausführung von Transformatorenständen beschrieben sind, um der Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (VAwS) zu entsprechen. Außerdem wird im Arbeitsblatt darauf hingewiesen, dass ein Abpumpen des Niederschlagswassers aus der Wanne oder dem Sammelraum nach visueller Prüfung erfolgen kann. Dies ist wichtig, damit im Havariefall das gesamte Öl des Transformators gesammelt werden kann und nicht in die Umwelt gelangt.

Lösung

Schaltschranklösung von Phoenix Contact  

Schaltschranklösung von Phoenix Contact

Phoenix Contact bietet ein neues System für die kontinuierliche Füllstandsüberwachung, Alarmierung und die Verpumpung des Niederschlagwassers bei Transformatorenständen an. Dabei wird der durch einen Ultraschallsensor gemessene Wasserstand mit zwei unterschiedlichen Grenzwerten kontinuierlich verglichen.

Die Kommunikation erfolgt aus dem Steuerschrank per IEC 61850 in die überlagerte Stationsleittechnik mit einem LWL-Kabel, sodass innerhalb der Umspannanlage EMV-Einflüsse ausgeschlossen werden. Durch diese Informationen können nun aus der Netzleitstelle heraus entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.

Bei der daraus folgenden Stationsbegehung durch das Wartungspersonal wird der Abpumpvorgang nach einer visuellen Begutachtung des Niederschlagwassers auf Ölkontamination gestartet und läuft danach automatisch ab. Dabei wird der Wasserstand weiter kontinuierlich gemessen und auf ein einstellbares Mindestvolumen abgesenkt. Eine zusätzliche Stabsonde stellt sicher, dass der Abpumpvorgang sofort bei Detektion einer Ölkontamination beendet wird. Wesentliche Komponenten der Anlage sind zertifiziert und bauaufsichtlich zugelassen.

Funktionen des Überwachungssystems
Folgende Funktionen werden von der Lösung abgedeckt:

  • Füllstandsüberwachung des Transformatorenstands
  • IEC 61850-Meldungen an die Netzleitstelle:
    • Alarmierung bei Überschreitung der Grenzwerte
    • Acht frei programmierbare digitale Eingänge für zusätzliche Alarmierungen
    • Pumpensteuerung und -management (Start und Beendigung der Verpumpung)
    • Frühzeitige Beendigung der Verpumpung aufgrund von Öldetektion
  • Modulare Erweiterung für eine Komplettanbindung des Transformators per IEC 61850 an die Leittechnik möglich
Schematischer Aufbau der Füllstandsüberwachung  

Schematischer Aufbau des Überwachungssystems

Konfiguration und Diagnose via Webseite
Die Parametrierung der Überwachungseinheit erfolgt über den Webserver, der in den Kleinsteuerungen integriert ist. Das Konfigurieren der Lösung sowie die Darstellung der Diagnoseinformationen erfolgen komfortabel über eine Weboberfläche. Zur Visualisierung der Oberfläche wird lediglich ein Standard-Internet-Browser (z. B. Microsoft Internet Explorer oder andere) und die JAVA Virtual Machine benötigt.

IEC 61850 – Datenmodellierung
Das bereits integrierte Datenmodell ermöglicht eine schnelle Inbetriebnahme des Überwachungssystems mit der Leittechnik durch einfaches Einspielen der .scd-Datei in die Leittechnik. Die Steuerung repräsentiert nach IEC 61850 ein Intelligent Electronic Device (IED). Das IED enthält einen Accesspoint mit einem Logical Device (LD). Im LD sind zwei standardisierte Logical Nodes (LN) sowie drei generische Knoten (GGIOs) definiert.

Eine GOOSE-Kommunikation (Generic Object Oriented Substation Events) ist im Datenmodell des Überwachungssystems nicht vorgesehen. Eine individuelle Veränderung oder Erweiterung des Datenmodells ist ohne Weiteres möglich. Die Zeitsynchronisierung erfolgt über einen SNTP-Server im Netzwerk. Die entsprechende Adresse kann über die Web-Oberfläche vorgenommen werden.

Ihre Vorteile

  • Das System spart Betriebskosten, da eine gezielte und bedarfsgerechte Einsatzplanung möglich ist
  • Einfache Integration in die Stationsleittechnik dank der standardisierten Datenkommunikation IEC 61850 mittels .scd-Datei
  • Das System entspricht den relevanten Gesetzen und Vorschriften: Wasserhaushaltsgesetz (WHG), VAwS und AGI
  • Einfache Installation dank anschlussfertigem System: Schaltschrank, Sensorgerüst inklusive der beiden Sensoren und Schaltschrankgerüst

PHOENIX CONTACT GmbH

Ada-Christen-Gasse 4
1100 Wien
(+43) 01 / 680 76
Referrer:

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