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Schalterfachtagung 2016 mit Westnetz

 
Die Schalterfachtagung von Megger ist seit vielen Jahren das einzige Forum für Energieversorger, um sich marktübergreifend über neueste Entwicklungen bei Leistungsschaltern und ihrer Peripherie zu informieren und auszutauschen. Die 9. Auflage fand diesmal vom 15. – 16. Juni unter dem Motto „Der neueste Stand der Technik“ im Technikzentrum für Primärtechnik von Westnetz in Wesel statt, einem der modernsten und leistungsfähigsten Service- und Schulungseinrichtungen in Europa.

Bereits bei den ersten drei Vorträgen kristallisierte sich bei den Herstellern von Leistungsschaltern ein klarer Trend hin zu fast vollständig vormontierten Leistungsschaltern zur schnellen Montage mit möglichst vielen integrierten Peripheriegeräten  heraus. Dr. Lutz Drews von GE stellte zum Beispiel eine neue Generation Leistungsschalter mit integriertem Trenner, Ringkernstromwandler, Federspeicherantrieb und Erdungsschalter vor. Der neue  „Hypact Mobile“ ist ein LS mit hybrider, vormontierter und sehr kompakter Bauweise. Dieses LS-Konzept ist ab Werk weitgehend montiert und macht keine Verdrahtungs- und Justierarbeiten notwendig. Aufgrund der soliden Stahlstützen steht die Anlage ohne Fundamente fest und stabil, dass sie in nur einem Tag errichtet werden kann. So wird es möglich, Schaltfelder besonders platzsparend und schnell zu errichten. Gasisolierungen anstelle von Luft machen die Schaltanlagen kompakter und weniger störungsanfällig, wodurch sich das Life-Cycle-Management für den Anlagenbetreiber enorm vereinfacht. Zur Errichtung und Wartung dieser Anlage wird weniger Personal benötigt.

Ähnlich angelegt ist das Konzept von Siemens. Der als „Disconnecting-Circuit-Breaker“ bezeichnete Leistungstrennschalter 3AP DCB im Vortrag von Christian Krüger weist vergleichbare Eigenschaften auf. Auch diese Neuentwicklung bietet „Schalten“, „Trennen“ und „Erden“ in einer Systemkomponente und ermöglicht Schaltvorgänge für Nennspannungen bis zu 123 kV. Und auch im Vortrag von René Kaiser, ABB, geht es unter dem Schlagwort „Retrofit“ bestehende Anlagen so umzurüsten, dass alle notwendigen Funktionen in einem Modul platzsparend zusammengefasst werden. Auch das beschleunigt die Montage und weitet Wartungsperioden aus.

Stickstoff als Alternative für SF6 bis 72,5 kV

Torsten Eisenschmidt von B&E Switchgear Development GmbH präsentierte in seinem Vortrag eine Schaltanlage mit Stickstoffisolation, um das Treibhausschädliche SF6-Gas als Isoliergas in den Schaltkammern der Leistungsschalter abzulösen. Stickstoff als alternatives Isoliergas ist für Schaltanlagen bis 72,5 kV möglich. Viele ökonomische Argumente sprechen für Stickstoff anstelle von SF6-Gas. Neueste Fertigungstechnologien, Prozessautomatisierung und Standardisierung ermöglichen nicht nur eine umweltgerechte sondern auch kostengünstigere Produktion von Schaltanlagen. Stickstoff ist weder toxisch, korrosiv noch explosiv, dadurch muss auch kein speziell mit SF6 geschultes Personal eingesetzt werden, was sich ebenfalls sehr kostensparend für den Anlagebetreiber auswirkt. Zudem ist die Anschaffung des Isoliergases Stickstoff um den Faktor 10 kostengünstiger als SF6-Gas.

Filterkreise zur Erhöhung der Netzqualität müssen sicher geschaltet werden

Filterkreise werden zunehmend auch in der Hoch- und Mittelspannung benötigt, um die Netzqualität aufrecht zu erhalten. Erneuerbare Energiequellen mit unregelmäßigen und dezentralen Einspeisungen bewirken mehr Oberschwingungen und Harmonische als je zuvor. In die Umspannwerke eingebaute Filterkreise aus Spulen und Kondensatoren können diese Schwankungen hervorragend ausgleichen. Allerdings ist eine solche Filterkreisanlage eine große Herausforderung für Leistungsschalter, da jetzt viel öfter und schneller zu- und abgeschaltet werden muss als je zuvor. Filterkreise verhalten sich nach dem Abschalten wie Kondensatoren allerdings mit noch höherer Wiederkehrspannung. Das genau gilt es nun sicher und vor allem rückzündungsfrei zu beherrschen, wie Dr. Dieter Sämann von Siemens Erlangen einleuchtend erklärt. Die Lösung ist das neue gasisolierte Schaltfeld 8DA10 von Siemens, das bis zu Spannungen von 40,5 kV nur eine neu entwickelte Vakuumschaltröhre verwendet und dabei extrem platzsparend ist. Selbst viele Schaltvorgänge sind jetzt kein Problem mehr. Ein enormer Fortschritt hin zu mehr Netzqualität im Zuge der Energiewende.

Mit minimalen Aufwand maximale Informationen über Anlagen erhalten 

Die Komponenten in den Schaltfeldern setzen sich meist aus vielen Fabrikaten verschiedenster Herstellern und unterschiedlichsten Baujahren zusammen. Man spricht in diesem Zusammenhang von einem sogenannten „Schaltfeldkollektiv.“ In seinem Vortrag ging Thorsten Tabke vom Gastgeber Westnetz auf eine spezielle Methodik ein, mit der Westnetz einen vernünftigen Kompromiss zwischen Aufwand und der Qualität der Information über seine Schaltfelder gefunden hat. Die Grundlage dazu liefert die Evidenztheorie von Dempster. Diese ermöglicht Westnetz die Verarbeitung von vielen Tausend Informationen und Daten aus unterschiedlichen Quellen wie Sicht- und Funktionskontrollen, Revisionen und minimalinvasiven Messergebnissen. Hier liefert also die Mathematik eine Methode, mit der Zustandsbewertung wirtschaftlicher und zuverlässiger wird.

Mehr Teilentladungsdiagnosen zur Analyse von Leistungsschaltern

Insbesondere bei Mittelspannungsschaltanlagen und auf Seiten der primären Verteilebene wächst die Bedeutung von Teilentladungsdiagnose zur Qualitätssicherung. Und zwar sowohl als Stückprüfung ab Werk als auch vor Ort im Umspannwerk. Die Sensoren von Prüfsystemen arbeiten entweder mit dem kapazitiven oder mit dem induktiven Prinzip. Daneben gibt es aber auch Systeme, die entweder elektromagnetische Signale in den Frequenzbändern VHF oder UHF detektieren oder piezoelektrische, die auf Schallwellen reagieren. Prof. Dr. Gerd Valtin von der HTWK Leipzig stellte in seinem Vortrag die Vor- und Nachteile der einzelnen Systeme heraus. Sein Fazit: Mit einem perfekten Zusammenwirken der verschiedenen TE-Messverfahren können kostengünstig genauere Diagnosen und zutreffendere Einschätzungen über die Lebensdauer und des Betriebsrisikos der Leistungsschalteranlagen getroffen werden ohne die Anlagen dabei außer Betrieb nehmen zu müssen.

Selbst kleinste Schwachstellen können heute zielsicher aufgedeckt werden

Auch Martin Frangen von Elektro Koopmann ging in seinem Vortrag speziell auf die Prüfung von luftisolierten Schaltanlagen mittels Teilentladungsmessung ein. Selbst kleinste Schwachstellen können heute zielsicher in Betriebsmitteln ausfindig gemacht werden. In einem Beispiel wurde eine Messingmutter in der Größe M5 im Sammelschienenraum als Fehler identifiziert. Diese mittlerweile hohe Präzision in der TE-Diagnostik ermöglicht ein sehr aufschlussreiches Bild über den Zustand von Schaltanlagen und bildet eine solide Grundlage für Investitionsentscheidungen, Umbaumaßnahmen und Wartungsmaßnahmen.

Hein Putter stellte in seinem Vortrag: „Teilentladungsmessung im UHF- und RF-Bereich. Anwendungen in der Schaltanlage“ einen neuen UHF-TE-Detektor von Megger vor. Der Vorteil dieser unkonventionellen TE-Messmethode besteht darin, dass oberhalb der wesentlichen Störbeeinflussungen gemessen wird. Mittels eines ebenfalls neu entwickelten UHF-Koppelsensors oder UHF-Antenne, lassen sich Teilentladungen am Objekt auskoppeln, um sie dann grafisch auf dem UHF-TE-Detektor darzustellen. Die Charakteristik der grafisch dargestellten Frequenzen erlaubt dem Anwender genaue Aufschlüsse über die Art der TE-Endladung und lässt sogar Rückschlüsse auf die Ursachen zu. Die technische Innovation an diesem Produkt ist die besondere Fähigkeit des UHF-TE-Detektors, aus dem Hintergrundrauschen im UHF-Bereich exakt jene elektromagnetischen Wellen herauszufiltern, die von der TE-Entladung stammen, um daraus ein Profil über die Fehlerursache zu erstellen.

Blackout – und dann?

Hochinteressant war auch der Vortrag von Dr. Thomas Weber, dem Leiter Netzplanung von Scheider Electric. Er stellte eingangs das Buch vor: „Blackout - Morgen ist es zu spät“. Dabei handelt es sich um einen spannenden TechnoThriller von Marc Eisberg, der glaubwürdig recherchiert einen großflächigen Stromausfall in naher Zukunft in Europa schildert. Im weiteren Verlauf seines Vortrags wurden Konzepte vorgestellt, wie Stadtwerke auf einen Stromausfall systematisch und geordnet reagieren können. So gut wie alle Vorträge haben das Motto eindrucksvoll unter Beweis gestellt. Der Umbau unserer Netzversorgung ist im vollen Gange und bringt immer neue Lösungskonzepte und Technologien „Auf dem neuesten Stand der Technik“ hervor. Die Jahrhundertaufgabe „Energiewende“ wird Schritt für Schritt zum Wohle der Wettbewerbsfähigkeit unserer Elektro-Wirtschaft von allen Teilnehmern meisterhaft umgesetzt.

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