Erfahrungen bei der Automatisierung von Umspannwerken mit ACOS 750 und IEC61850 Von der Steuertafel zum modernen Stationsautomatisierungssystem

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1 Erfahrungen bei der Automatisierung von Umspannwerken mit ACOS 750 und IEC61850 Von der Steuertafel zum modernen Stationsautomatisierungssystem Achim Milbich

2 Inhalt Erneuerung Stationsautomatisierungssysteme Vorstellung Stadtwerke Karlsruhe Netzservice GmbH (SWKN) Konzeptstudie zu Stationsleitsystemen bei der SWKN Erneuerung Umspannwerke Umsetzung der Konzeptstudie mit IDS ACOS 750 im UW West Impressionen UW West Impressionen UW Blöße Zusammenfassung 2

3 Vorstellung Stadtwerke Karlsruhe Netzservice GmbH KVVH Verpachtung 80 % 20 % Netzeigentum Vertrieb / Handel Erzeugung Steuerungsfunktionen Allgemeine Dienste (teilw.) 100 % Mit rund 460 Mitarbeitern Netzbetreiber Strom Netzbetreiber Gas Technischer Dienstleister Wassernetz und FW-Netzbau Prüfstellen, Messwesen EnBW Dienstleistungen Dienstleistungen: - Bau von Versorgungsnetzen - Betriebsführung von Netzen und Anlagen - Einmessung und Netzdokumentation - Kathodischer Korrosionschutz - Messstellenbetrieb - Mess- und Signaldienstleistungen - Prüftätigkeiten (anerkannte Prüfstelle) - Kabelfehlerortung - Netzmessungen - EMV-Berechnung und Messung - VDS-Prüfung elektr. Anlagen - AuS Schulung und Ausbildung - Planung und Betrieb Funkrundsteuerung 3

4 Vorstellung Stadtwerke Karlsruhe Netzservice GmbH Gasnetz Übernahmestationen 2 Netzstationen 136 Länge des Gasrohrnetzes H/M/ND 785 km Vertriebsabgabe 1,785 TWh/a Hausanschlüsse Zählpunkte Gasbeheizte Wohnungen Anteil am Wohnungsbestand 63,0 % Niederdruck: 585 km Mitteldruck: 77 km Hochdruck: 123 km 4

5 Vorstellung Stadtwerke Karlsruhe Netzservice GmbH Wassernetz Anzahl Wasserwerke 4 Wasserschieber Hydranten Länge Rohrnetz 913 km Härtegrad 18,3 dh Netzabgabe 23,6 Mio. m 3 Höchste Tagesabgabe m 3 Hausanschlüsse Zähler

6 Vorstellung Stadtwerke Karlsruhe Netzservice GmbH Stromnetz Umspannwerke 10 Kabelnetz Freileitungsnetz (1-kV-Ebene) Einspeisung nach EEG Vertriebsabgabe Höchste Tagesabgabe 110-kV-Netz: 58 km 20-kV-Netz: 835 km 1-kV-Netz: km km 353 km 25 GWh/a GWh/a MWh Hausanschlüsse (ohne Freileitungsnetz) Zähler Strombeheizte Wohnungen Rhein Stora Enso Karlsruhe UW Heide UW Nord 110 kv-netz UW West UW Grünwinkel UW Süd UW Mitte Uni UW Blöße UW Ost UW Durlach 6

7 Konzeptstudie Stationsleitsystem - Ausgangszustand Ausgangszustand in 2009: - 5 Umspannwerke ausgerüstet mit Relaisrahmen, Steuertafel und Fernwirkschrank 7

8 Konzeptstudie Stationsleitsystem- Ausgangszustand Ausgangszustand in 2009: - 5 Umspannwerke ausgerüstet mit Stationsleittechnik und Stationsbedienplatz unterschiedlicher Hersteller und Ausprägung 8

9 Konzeptstudie Stationsleitsystem Übertragungstechnik Ausgangszustand in 2009: - Übertragung von der Stationsebene zur Netzleitstelle über redundantes digitales Multiplexersystem (DMS Ring LWL- und Cu-Kabel) - Übertragungsprotokoll IEC , Übertragungsrate 600 Baud 9

10 Konzeptstudie Stationsleitsystem Zielstellung Ziel und Motivation ein neues Konzept Stationsleittechnik zu erstellen waren: - Vereinheitlichung und Standardisierung der Systemtechniken - Nutzung von Standard Hard- und Software - Nutzung Standardprotokolle - Herstellerunabhängige Erweiterungen bzw. Umbauten müssen möglich sein! - Unabhängigkeit vom Hersteller bei kleinen Änderungen und Erweiterungen (Parametrierung und Service durch SWKN) - Reduzierung Personalkosten für Betrieb und Instandhaltung - Erhöhung der Systemverfügbarkeiten - Erhöhung des Investitionsschutzes bei zukünftigen Vorhaben Weitere Gründe waren: - Anstehende Erneuerungen im Bereich Anlagen- und Stationsleittechnik - Ersatz nicht mehr dem Stand der Technik entsprechender Systemtechniken (z.b. DMS-Ring, Steuertafel, Relaisrahmen etc.) - Verminderung der Störanfälligkeit (EMV) durch konsequentem Einsatz von LWL 10

11 Konzeptstudie Stationsleitsystem Zielkonzept Netzleitstelle Netzleitstelle Stationsvisualisierung über abgesetzte Bedienplätze der NLS Redundante Switche Ankopplung Feldebene LWL Übertragungsring IEC Redundante Switche je UW Örtliche Fernwirkunterstation für allgemeine Meldungen Ankopplung Feldebene Feldleit- und Schutzgeräte LWL Ring IEC Umspannwerk Redundantes Zentralgerät - redundanten Netzgeräte - redundante Kommunikationskarten 11

12 Erneuerung Umspannwerke UW Heide Erneuerung SLT von IDS UW Nord Erneuerung SLT teilweise UW Blöße Erneuerung SLT von IDS - Schutztechnik - 20kV-Anlage - NOSPE Stora Enso kV-Anlage - NOSPE - Schutztechnik - 20-kV-Anlage - NOSPE Rhein 110 kv-netz Uni Karlsruhe UW Ost Anpassung 2012: - SLT - NOSPE UW West Erneuerung SLT von IDS - Schutztechnik kV-Anlage - NOSPE UW Grünwinkel UW Süd Erneuerung 2011: - SLT UW Mitte Erneuerung 2010: - Stationsleittechnik SLT UW Durlach Erneuerung 2013: - SLT - Schutztechnik - NOSPE - Schutztechnik - Schutztechnik - 20-kV-Anlage - 20-kV-Anlage - NOSPE - NOSPE 12

13 Umsetzung Konzeptstudie mit ACOS 750 im UW West Redundante Switche Übertragungsring Standard Messund Reglerschrank Redundantes Zentralgerät & Gateways zu den IEC Besonderheiten UW West: Fernzugang für Wartungszwecke Redundante Switche IEC61850 Ring IEC61850 Ringe 20kV IEC61850 Ringe 110kV Anbindung einer Bestandsanlage über IEC 103 Leittechnikschrank 110-kV und SS- Schutzschrank 13

14 Umsetzung Konzeptstudie mit ACOS Redundanzkonzepte UW West UW Blöße/ Heide 14

15 Umsetzung Konzeptstudie mit ACOS Bedienkonzept Display 15

16 Umsetzung Konzeptstudie mit ACOS 750 Einbau Feldleitgeräte in bestehende 20-kV-Schaltanlage UW West 16

17 Impressionen Erneuerung UW West Erneuerung 110-kV-Freiluftschaltanlage durch eine 110-kV-GIS Schaltanlage 17

18 Impressionen Erneuerung UW Blöße 18

19 Zusammenfassung Die Bündelung von Maßnahmen bei der Erneuerung von Umspannanlagen: bietet folgende Vorteile: - Effektive Projektabwicklung - Optimale Nutzung der Resourcen - Systemintegration Erfordert: - ein hohes Maß an Koordination - Aufwand und Planung, um die Versorgungssicherheit während der Umbauphasen zu gewährleisten Vorteile durch die Umsetzung des Konzeptes für Stationsleitsysteme - Verbesserung der Versorgungssicherheit - Wartungsarme Systeme - Höhere Performance Geschwindigkeit der Übertragung - Ausbaufähige Systeme Zukunftssicherung - Vereinheitlichung Systemaufbau 19

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 20