18.05.2016

Vattenfall setzt im Kraftwerk Boxberg auf das MR-Flottenmonitoring TESSA®

Auch die imposanten Maschinentransformatoren mit bis zu 1100 MVA werden mittels Flottenmonitoring überwacht.
Auch die imposanten Maschinentransformatoren mit bis zu 1100 MVA werden mittels Flottenmonitoring überwacht.

Das Kohlekraftwerk Boxberg in der Oberlausitz (Sachsen) zählt mit einer Gesamtleistung von 2.575 Megawatt und einer Einspeisung von ca. 20 Milliarden kWh/Jahr zu den größten Kraftwerken Deutschlands. Zehn Leistungstransformatoren mit bis zu 1100 MVA werden seit kurzem umfassend mit dem TESSA® Flottenmonitoring der Maschinenfabrik Reinhausen (MR) überwacht, um maximale Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit mit höchster Lebensdauer zu realisieren.

Das Kraftwerk Boxberg leistet einen wesentlichen Beitrag, um die Grundversorgung in Deutschland zu sichern. Bis zu 6 Millionen Haushalte können durch den erzeugten Strom versorgt werden. Umso wichtiger ist es, die Transformatoren mit geeigneten Systemen bestmöglich zu schützen. Das haben die Verantwortlichen von Vattenfall erkannt und gehandelt. Spezialisten haben mit ihrer Felderfahrung die Kriterien und Ansprüche an das Monitoringsystem definiert und einen umfangreichen und intensiven Auswahlprozess eingeleitet. „Wir haben uns für das Flottenmonitoring TESSA® von MR entschieden, da es eine hervorragende Plattform zur Abbildung der Signale und Informationen aus den modularen Monitoringsystemen bildet“, so Michael Lukas, Senior Expert Transformers bei Vattenfall.

Zwischenzeitlich sind zehn Transformatoren – vorrangig mit Stufenschalter – komplett an das Monitoringsystem TESSA® angebunden. Alle Daten und Signale werden zentral über eine intelligente Plattform dargestellt. Das umfasst unter anderem das Temperaturverhalten der Transformatoren einschließlich Kühlung, den sehr wichtigen Bereich der Ölanalytik (DGA) sowie alle Betriebsparameter des Transformators und des Laststufenschalters, die mittels TAPGUARD® ermittelt werden. Auch die Durchführungen sind in das Monitoring integriert und werden auf Teilentladung, Kapazität und Verlustfaktor tanδ überwacht. Das Monitoring liefert weiterhin wichtige Informationen hinsichtlich transienter Vorgänge im Netz, die auf Übertragungssysteme wie Leistungstransformatoren einen großen Einfluss ausüben.

„Vor TESSA® konnte der Zustand der Transformatoren nur mit sehr großem Aufwand durch das mühsame Zusammenführen der Informationen erreicht werden. Jetzt haben wir ein sehr hohes Niveau erreicht und erhalten jederzeit einen ausgezeichneten Überblick über unsere Transformatoren“, erklärt Michael Lukas. Zusätzlich bietet die Plattform die Möglichkeit, Abhängigkeiten zu definieren. Wie verhält sich beispielsweise die Kühlanlage, wenn die Leistung anzieht? Wie kann eine Optimierung erreicht werden, um ein vernünftiges Temperaturniveau zu halten? Oder wie verhalten sich die Gaswerte bei bestimmten Belastungsszenarien des Transformators – gibt es Abnormalitäten zu beobachten? „Wir konnten schon sehr viel umsetzen, was den Betriebszustand des Transformators optimiert.“

Zudem bietet das System TESSA® die Möglichkeit, weitere Werte und Informationen aus dem Leitsystem des Kraftwerks abzubilden. So können ergänzend Zusammenhänge der Energieerzeugung und Übertragung - wie beispielsweise die Belastungsfahrweise des Generators und Leistungstransformators – dargestellt und grafisch aufgezeigt werden.

In der Praxis war die Anbindung der Transformatoren an TESSA® eine Herausforderung, da unterschiedliche Systeme und Komponenten in ein Bestandssystem integriert werden sollten. Das wurde in partnerschaftlicher Zusammenarbeit von Vattenfall und MR mit individuellen Lösungen realisiert. Die bestehenden Komponenten und Sensoren an den Transformatoren zur Meldung und Signalisierung wurden genutzt und gezielt mit modernen Kommunikationssystemen zur Datenübertragung nachgerüstet. So konnten unnötige Kosten vermieden werden. Bei Bedarf wurden unter anderem auch separate Schaltschränke am Transformator mit ISM® (Integrated Smart Module) verbaut, die als Feldgerät verschiedenste Signale sammeln und zentral an TESSA® leiten. Alle unterschiedlichen Leitsystemprotokolle wie IEC61850, IEC607870-5-104 oder OPC DA konnten angebunden werden. „Der Aufwand hat sich absolut gelohnt und zeigt die Leistungsfähigkeit des Flottenmonitorings, das eine Anbindung unterschiedlichster Komponenten und Informationen mit einer breiten und flexiblen Protokollverarbeitung ermöglicht“, so Hr. Lukas.
Die Vorteile eines zentralen Monitoringsystems sind vielfältig. Zunächst sind alle wesentlichen und wichtigen Informationen für die Betriebsausrichtung und Instandhaltung an EINEM Platz verfügbar. Der Zustand aller Transformatoren, aktuelle Messwerte und Fehlermeldungen sowie daraus er-rechnete Trends, Statistiken und natürlich Wartungsempfehlungen – alles „auf einen Blick“. Die Ziele eines Flottenmonitorings sind ein optimierter Betriebszustand der Transformatoren, eine wissensbasierte Instandhaltungsstrategie sowie höchste Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit bei verlängerter Lebensdauer. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist eine deutlich verbesserte Konfiguration der neuen Transformatoren durch die Historienbetrachtung und Auswertung der Bestandsgeräte, die durch das Wissen aus dem Monitoringsystem noch detaillierter erfolgen kann.

„Zusammenfassend kann man von einer optimalen Betriebsführung sprechen. Durch mehr Wissen schaffen wir eine bessere Planbarkeit der Ereignisse, erhöhen die Lebensdauer der Transformatoren und verstehen Abhängigkeiten noch besser“, so Michael Lukas. „Zudem können wir Stillstandzeiten besser planen und haben mit dem Monitoringsystem eine fundierte Entscheidungsgrundlage, wann wir handeln müssen und wann nicht. So reduzieren wir ungeplante Ausfälle, die mit sehr hohen Kosten verbunden sind.“ Der wirtschaftliche Nachweis wurde am Standort Boxberg durch den Einsatz des Monitoringsystems bereits bewiesen. Daher ist das Ziel für die Zukunft auch schon klar definiert – es sollen alle Transformatoren am Standort Boxberg in TESSA® integriert werden.

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