Mittelspannungs-Schaltanlagen im digitalen Zeitalter vorausschauend warten

Eine Untersuchung des Instituts für Schadenverhütung und Schadenforschung der öffentlichen Versicherer zeigt auf, dass der Großteil (33 Prozent) aller für die Studie untersuchten Brände in den Jahren 2002 bis 2021 auf Elektrizität zurückzuführen ist. Oft lagen dabei Wartungsfehler zugrunde. Mit digitalen Komponenten gehört dieses Risiko jetzt der Vergangenheit an. Smarte Sensoren und Analysetools erhöhen die Effizienz und sorgen für ein Höchstmaß an Sicherheit, auch in Mittelspannungs-Schaltanlagen (MS-Schaltanlagen) wie der gasisolierten Schaltanlage GHA oder dem SF6-freien AirSeT-Portfolio für die Mittelspannung von Schneider Electric.

In vielen Betrieben laufen Wartungsarbeiten an MS-Schaltanlagen seit Jahren nach dem gleichen Muster ab: zyklisch oder periodisch vorbeugend. In vielen Fällen hat die traditionelle Wartung auch gute Dienste geleistet. Aber unabhängig davon, wie oft mit dem klassischen Muster Störungen erkannt und Brände verhindert werden konnten – ein Ausfallrisiko zwischen zwei Wartungsfenstern blieb dabei bestehen. Denn elektrische Fehler in der Schaltanlage entstehen nicht nur aufgrund von Störlichtbögen. Auch lose Verbindungen aufgrund fehlerhafter Montage oder durch Verschleiß können zu Defekten führen. Genau wie Kondenswasserbildung an Komponenten, thermische Belastungen durch zu hohe Temperatur in der Umgebungsluft oder auch einfach ein zu hoher Druck in der Anlage. Bei einer traditionellen Wartung werden diese Risiken häufig nicht oder zu spät erkannt. Mit Folgen: Angefangen bei unerwarteten Kosten und einer unsicheren Personalplanungs-situation durch spontan anfallende Reparaturen bis hin zum Reputationsverlust für Energieversorgungsunternehmen oder sogar Bränden.

Mehr Effizienz dank Transparenz

Herrscht eine permanente Transparenz über den Gesundheitszustand einer Anlage, können Probleme frühzeitig erkannt werden. Störungen oder Unterbrechungen können von vornherein verhindert werden. Smarte, miteinander kommunizierende Sensoren und Messgeräte sorgen für die nötige Transparenz und bilden damit die Grundlage für ausfallsichere Anlagen. Sie nehmen die Messwerte der Anlage auf, analysieren, gleichen sie mit historischen Daten ab. Das Ergebnis setzen sie schließlich in vorbeugende Wartungsarbeiten um.

In den Schaltgeräten der neuesten Generation von Schneider Electric sind beispielsweise die Easergy-Sensoren TH110 und CL110 verbaut. Diese erkennen thermische Abweichungen oder Feuchtigkeitsbildung, die durch lose Verbindungen respektive Umgebungsbedingungen entstehen. Zur Kommunikation verwenden die drahtlosen Sensoren das Kommunikationsprotokoll ZigBee. Dieses ist in Netzwerken mit kurzen Reichweiten bis 100 Metern extrem zuverlässig ist. Auch der Druck von Schalter- und Sammelschienenräumen kann in Echtzeit überwacht werden. Über Modbus-RTU-Kommunikation angebunden, lassen sich die Werte dann unkompliziert über ein VAMP P1P-Relais an jedes SCADA-System übertragen. Durch diese Kommunikationsfähigkeit der Komponenten und die Einbindung der Werte in die unternehmenseigenen SCADA-, MES- und ERP-Systeme ist es möglich, die Transparenz zu erhöhen und damit die Ausfallsicherheit einer Anlage zu steigern.

Nicht nur sicher, sondern effizient dank cloudbasierter Analysetools

Mithilfe von cloudbasierten digitalen Analysetools können aus der Fülle an Informationen die relevanten Daten identifiziert und Auswertungen mit einem hohen Mehrwert generiert werden. Im Kontrollzentrum und auf Multi-Media-Bildschirmen lässt sich der Betrieb der Anlagen dann im XXL-Format überwachen. Verschiedene Dashboard-Ansichten visualisieren die Übertragung der Sensordaten auf mehreren Bildschirmen parallel und ermöglichen neue Interpretationen oder das einfache Erkennen von Zusammenhängen. Werden dabei auch andere Anlagen, Betriebshöfe oder Umspannwerke eingebunden, lassen sich sogar alle Anlagen eines Betreibers optimieren. Zum einen entsteht eine valide Datengrundlage für vorausschauende Wartung und zum anderen wird es Betreibern möglich, Best-Performer sowie ineffiziente Anlagen und Optimierungspotenziale zu identifizieren.

Digital Services für das Höchstmaß an Effizienz

Sind die Optimierungspotenziale erste einmal erkannt, steht einer umfassenden Anlagenverbesserung und Effizienzsteigerung nichts mehr im Weg. Unterstützung erhalten Anlagenbetreiber dabei vom Connected Services Hub von Schneider Electric. Im Rahmen des dedizierten Supports unterstützt ein großes Expertennetzwerk mit seinem fundierten Wissen über Gerätearchitektur, Technologie, Features und Integration der Schaltanlagen bei der Entwicklung einer entsprechenden Strategie. Zudem erarbeiten die Schneider-Experten auf Grundlage der Analysen auch betriebswirtschaftliche Einschätzungen. Auf diese Weise ist mit Schneider Electric nicht nur eine 24/7 Echtzeit-Überwachung der Anlagen umsetzbar, sondern auch ein kompetenter Analyse- & Beratungsservice zur Hand, welcher bei der Entwicklung einer umfassenden Optimierungsstrategie jederzeit unterstützend zur Seite steht. Dadurch lässt sich in Zukunft die Effizienz steigern, indem Probleme frühzeitig erkannt und durch Wartungsfehler ausgelöste Brände vermieden werden.

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