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26 HYDRONEWS Automation E.ON Zentralwarte E.ON Wasserkraft realisiert eine der weltweit grössten Zentralwarten mit 250 SCALA von ANDRITZ HYDRO Automation Die E.ON Wasserkraft GmbH (EWK) betreibt in ihrem Zuständigkeitsbereich über 100 Wasserkraftwerke sowie diverse Pumpwerke und Wehranlagen. An den Flussgebieten Donau, Edersee, Isar, Lech, und Main werden die Speicher-, Pumpspeicher- und Laufwasserkraftwerke von regionalen Knotenwarten fern überwacht und gesteuert. ▲ Zentralwarte Gesamtentwurf Im Zuge des Projektes Zentralwarte (ZEW) der E.ON in Landshut wird das dezentrale Wartenpersonal von den regionalen Knotenwarten mit der Aufgabe betraut, von zentraler Stelle aus sämtliche Wasserkraftanlagen der E.ON zu steuern. Die Umsetzung des Projektes erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Betreiber E.ON Wasserkraft und E.ON Anlagenservice. Sowohl der zeitliche Rahmen, als auch die technischen Anforderungen stellen eine grosse Herausforderung an das Projektteam dar, zumal die grosse Anzahl und Vielfalt von Anlagen mit unterschiedlichster Bedienkultur trotzdem eine sichere, zentrale Bedienung gewährleistet werden muss. In Stresssituationen ist es auf keinen Fall zulässig, dass der Wartenbediener sich zuerst aus einer Flut von Informationen die relevanten Daten heraussuchen und sich überlegen muss, welches Kraftwerk in welchem Flussabschnitt wie zu bedienen ist. Die Lösung erreicht man nur durch eine einheitliche und übersichtliche Darstellung der Anlagen, durch eine grösstmögliche Komprimierung und Reduktion der Prozessinformationen und durch eine gleichartige Bedienung aller Anlagen. Der Grundstein zu dem Projekt wurde mit der Normierung der Darstellung von Elementen (Maschine, Wehr, Durchfl uss) gelegt. Alle Symbole und die darin enthaltenen Farben haben immer die gleiche Bedeutung, das gleiche Aussehen und die gleiche Position in der Darstellung. Durch die eindeutige Position im Bild kann damit auch auf aufwendige, textliche Bezeichnungen verzichtet werden. Weiters wurden sämtliche Messwerte vereinheitlicht. So werden zum Beispiel alle Oberwasser- pegel generell als Relativwert zum Stauziel in cm angezeigt. Als Übersicht dient eine Grossbildprojektionswand, die aus 12 (6 x 2) Modulen mit je einer Aufl ösung von 1.920 x 1.200 Pixel besteht. Durch die grosse Bildfläche mit einer Gesamtauflösung von 9.600 x 2.400 Pixel und durch die genormte und komprimierte Darstellung der Anlagen ist es möglich, alle Kraftwerke aller Flussgebiete orthografi sch (d. h. Nachbildung der Fliessverhältnisse) genau darzustellen. Das bedeutet, dass ein Pixel auf der Grossbildprojektion genau 100 m Flusslauf entspricht. Die einzelnen Kraftwerke werden dann auch entsprechend ihrer Flussposition im Flussgebiet auf der Grossbildprojektion in komprimierter Darstellung platziert. Durch diese Darstellung ist es dem Wartenpersonal möglich, sich einerseits einen Gesamtüberblick über die Flüsse zu verschaffen. Andererseits sind auch detaillierte Aussagen über die einzelnen Kraftwerke möglich. In der Warte stehen für die Bedienung der Anlagen sechs Wartenarbeitsplätze mit je drei Bildschirmen zur Verfügung. Auch hier kommen für die Darstellung der Kraftwerke in den Flussgebietsbildern und in den Kraftwerksdetailbildern die normierte Darstellung zur Anwendung. Neben der Normierung der Darstellung müssen natürlich auch das Datenmodell
und die Datenübertragung normiert werden. Derzeit entspricht die bestehende Leittechnik in den Kraftwerken nicht dieser Normierung. Daher muss bis zum Austausch der Leittechnik in den Kraftwerken eine Umsetzung von Datenmodell ALT auf Datenmodell NEU in einem Gateway durchgeführt werden. Die Aufgabe dieses Gateways besteht darin, aus den einzelnen Signalen des Kraftwerkes Summen oder neu verknüpfte Signale zu bilden, Messwerte umzurechnen und die von der ZEW empfangenen Sollwerte und Befehle an die richtigen Stellorgane weiterzuleiten. Als Übertragungsprotokoll zur ZEW kommen die genormten Protokolle nach IEC 60870- 5-101 und 104 zur Anwendung. In der ersten Ausbauphase werden die gesamte ZEW realisiert und die ersten zwei Flussgebiete Isar und Donau an die ZEW angeschlossen. Für die Zentralwarte kommt das bewährte Leitsystem 250 SCALA zur Anwendung. Dieses zeichnet sich neben der umfassenden SCADA- Funktionalität durch eine extrem hohe Performance aus (Datenmodell mit bis zu 300.000 Prozessvariablen, Telgrammlast von > 3.000 Tel/sec). In den Knotenwarten sind ebenfalls 250 SCALA- Leitsysteme im Einsatz, welche auch durch den Einsatz speziell entwickelter Software die Funktion der Gateways übernehmen. Über einfache Parametrierung von Datenpunktparametern werden die einzelnen Normierungen und Umrechnungen defi niert. Im Endausbau der ▲ Entwurf Zentralwarte ZEW sollen alle Kraftwerke schlussendlich mit einer neuen Leittechnik ausgestattet sein, die dann direkt über das normierte Datenmodell und die normierte Übertragung mit der ZEW verbunden sind. Clemens Mann Tel.: +43 (1) 81195 6884 clemens.mann@andritz.com Automation HYDRONEWS 27 THYNE1 Erregung für acht Maschinen im Kraftwerk Kachlet in der Dreifl üssestadt Passau, Deutschland ANDRITZ HYDRO Automation lieferte im Juli 2011 das neue Kompakterregungssystem THYNE1 für die Modernisierung der Spannungsregelung aller acht Maschinen im Kraftwerk Kachlet der E.ON Energie AG. Man wollte 1921 jenes kurze Stück der Donau schiffbar machen, das damals vor Passau die Schifffahrt behinderte. Bei diesem felsigen Abschnitt mit starkem Gefälle war es günstiger, die Donau aufzustauen und Schleusen zu errichten, anstatt den dortigen Abschnitt des Donaubeckens umzugestalten. Zur Finanzierung des Projektes sah man acht Maschinen mit einer Gesamtleistung von damals 42 MW vor, deren erwirtschafteter Ertrag zur Gänze für die Tilgung der Baukosten verwendet wurde. Im Jahr 2011 wurden im Zuge weiterer Erneuerungsarbeiten auch die Spannungsregler durch die Kompakterregung THYNE1 ersetzt, um dadurch die Blindleistung jeder Maschine präziser regeln und die Maschinen optimal ausnutzen zu können. Jeder Maschinensatz besteht aus einem Synchrongenerator mit einer Gleichstromerregermaschine, deren Feld im Nebenschluss von einer THYNE1 gespeist wird. Dieses Versorgungskonzept bietet eine einfache, zuverlässige und von Netzeinflüssen unabhängige Leistungsversorgung für die Erregungseinrichtung. Für den Start gibt es eine zusätzliche Versorgung durch die Kraftwerksbatterie. Wegen den grossen Zeitkonstanten in den Erregerkreisen der Maschinensätze wurde bei jeder THYNE1 die Option für eine erweiterte Feldentmagnetisierung zur Erhöhung der Ausregelgeschwindigkeit genutzt. Jede der acht THYNE1 verfügt über ein integriertes Touchpanel, über das im laufenden Betrieb permanent die Betriebswerteangezeigt werden. Die Kommunikation mit der Leittechnik erfolgt über eine Busschnittstelle nach IEC 61870-5-104. Dank der einfachen und intuitiven Bedienung der THYNE1 konnten alle Spannungsregler von Mitarbeitern eines Partnerunternehmens selbstständig in Betrieb genommen werden. Wolfgang Spanny Tel.: +43 (1) 81195 6919 wolfgang.spanny@andritz.com ▼ Blick in die Maschinenhalle des Kraftwerkes Kachlet
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