Position
14480 Potsdam
Jahr
2014
Produkte
FW-50
Protokoll
IEC 60870-5-104, Modbus
Nach dem starken Fokus auf die kommunikationstechnische Ausstattung der EEG-Anlagen in den letzten Jahren haben wir uns sehr über einen Auftrag aus unserem „traditionellen“ Schwerpunktthema gefreut – der fernwirktechnischen Ausstattung von Umspannwerken und Schalthäusern. Genau das durften wir für die Energie und Wasser Potsdam GmbH (EWP) im UW Süd übernehmen.
Ausgangspunkt war die Anforderung zum Austausch der bestehenden Fernwirkzentralen und Feldleitgeräte, da sich die Ersatzteilbeschaffung für die vorliegenden Systeme mittlerweile sehr kompliziert gestaltet. Im laufenden Betrieb sollten die 110 kV Doppelsammelschiene und vier 10 kV Blöcke per LWL und IEC 60870-5-104 Protokoll an die Netzleitstelle der EWP „neu“ angekoppelt werden. Die Kommunikation im UW selbst, soll ebenfalls über LWL (multimode) auf sechs separaten Strängen erfolgen. Als überlagerte Instanz dient ein FW-50 als Fernwirkzentrale mit einem Switch in 19“ Bauform.
Begonnen wurde mit dem Umbau der Feldleitgeräte in den Zellen auf der 10 kV-Ebene. Dafür wurde Zelle für Zelle freigeschaltet. Es galt 20 Abgangs-, zwei Kupplungsfelder und vierTrafozellen anzubinden. Bei ersteren sollten jeweils ein Doppelbefehl und vier Doppelmeldungen, einmal Strom (1 A) sowie vier Einzelmeldungen bereitgestellt werden; in den Trafozellen jeweils zwei Doppelbefehle und vier Doppelmeldungen, dreimal Strom (1 A), viermal Spannung und vier Einzelmeldungen.
Die Befehlsausgabe erfolgt über EVU-Karten mit 1 aus n Überwachung und Außenkreisprüfung. Aus den gemessenen Strömen und Spannungen werden die für die Betriebsführung erforderlichen elektrischen Größen abgeleitet. Die Datenübertragung an die Zentrale erfolgt aus den Feldern heraus über LWL-Verbindungen nach IEC 60870-5-104. Die LWL-Verlegung erfolgte in vier sternförmig abgehenden Strängen.
Die Unterstationen für die 110 kV-Felder sind in freistehenden Außenschränken untergebracht. Jede verfügt über eine eigene LWL-Verbindung. Neben sechs Doppelbefehlen mit Rückmeldung werden dreimal Strom (1 A), dreimal Spannung und 32 Einzelmeldungen sowie die daraus ableitbaren Messwerte für Wirk-/Blindleistung, Leiter-Leiter, Leiter-Erde, Nullspannung, cos phi und Frequenz erfasst und übertragen.
In allen 110 kV-Unterstationen sind Verriegelungs- und Steuerfunktionen realisiert. Die Umschaltautomatik der Trafos wird von der Fernwirkzentrale, mit Hilfe eines SPS-Programms auf Basis von codeIT, gesteuert. Montage, Aufbau und Test der neuen Anlagen fand in enger Zusammenarbeit mit den Technikern der EWP statt. Gerade im Hinblick auf den Umbau im laufenden Betrieb haben wir die professionell strukturierte aber gleichzeitig unkomplizierte Arbeitsweise des EWP Teams sehr geschätzt. So konnten wir in nur vier Wochen die komplette Sekundärtechnik im Umspannwerk erneuern.
Die Umschaltautomatik wird für zwei Szenarien benötigt:
Die USAT kann aus der Leitwarte oder vor Ort durch einen Taster aktiviert werden. Die Betriebsbereitschaft wird in diesem Fall per IEC 60870-5-104 Kommunikation zur Leitstelle gemeldet und vor Ort mit einem Leuchttaster signalisiert. Es wird kontinuierlich geprüft, ob die Einschaltbedingungen erfüllt sind:
Die USAT läuft an, wenn eine der folgenden Meldungen ansteht:
Anschließend läuft ein vordefiniertes Programm ab, durch welches Schaltbefehle an die einzelnen Trafos und Kupplungen geschickt werden, um Schalter ein- bzw. auszuschalten. Jeder Schaltbefehl steht solange an, bis die entsprechende Rückmeldung in der USAT erkannt wird; erst danach wird die nächste Schalthandlung ausgeführt. Wird eine Schalterrückmeldung nicht innerhalb einer definierten Zeit erkannt, kommt es zu einem Fehler der USAT und diese schaltet sich ab. Die entsprechenden Befehle werden zurückgesetzt und der Fehler Richtung Leitsystem gemeldet. Auch die Betätigung des Ort/Fern-Schalter während einer laufenden USAT führt zu diesem Abbruchszenario. Nach einem planmäßigen Abschluss aller Schaltbefehle schaltet sich die USAT automatisch ab und meldet den Vollzug der Schalthandlungen an das Leitsystem.
Um die Kommunikationsstrecken zwischen den Feldern nicht unnötig zu belasten, benutzen wir 32-Bit-Rangiermeldungen, über welche mit nur einem Telegramm sehr viele zeitkritische Nutzinformationen übertragen werden können.