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GRID
DIGITALES UMSPANNWERK Freisetzung des Potenzials der digitalen Technologien
Jacques van Ammers
April 2013
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Das digitale Umspannwerk
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Sicherheitsfragen – Isolierung von Ausrüstungen, Berührung und Schrittspannung, EMV
Kupfer - Rohstoffkosten sind um 400% gestiegen in 10 Jahren
Materialkosten – Schrankverdrahtungs- und Prüfkosten, Arbeitskosten pro Anschluss
Schematischer Entwurf - Überprüfung Kosten, übermäßige Arbeit vor Ort
Kosten Bauarbeiten - Kabeltragsysteme, Kabelverlegung, Kabeldurchführungen
Wartungskosten
Verdrahtung, Verdrahtung, Verdrahtung …….
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Von der konventionellen zum digitalen Umspannwerk
Sparen von Kupferkabeln mit Stationsbus Sparen von Kupferkabeln zwischen IEDs und Primärtechnik
Gilt für Neubau, Umbau und Erweiterung
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Prozess Bus definiert in IEC61850 Standard
Der Prozess Bus ist definiert in IEC 61850 Standard
• DerProzess Bus verbindet die Primär- Anlage mit den IED’s
• Der Prozess Bus kann mehrere Felder vebinden
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IE61850-8-1
GOOSE/Reports
IE61850-9-2
Sampled Values
80 Werten pro
Periode
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Erfassung
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Echte NCIT Lösungen Erweiterten Mess-Systeme für I & U
Anwendungs-bereich AIS/GIS AIS GIS GIS
Technologie Optisch-Faraday Kapasitiven EVT Rogowski ECT Kapasitiver EVT
Lösungen für Mess-und Schutz-
Anwendungen
COSI-CT Strommessung
COSI-VT Spannungs- messung
Rogowski Strommessung
CEVT Spannungsmessung
COSI-CT COSI-CT-F3 COSI-CEVT COSI-RECT
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Kundenvorteile
• Erhöhte Sicherheit: − keine Explosionsgefahr, keine Kabel im Stromwandlersekundärkreis benachbarter Felder
• Volllineare Messgenauigkeit im Schutzbereich
• Keine Sättigung, Ferroresonanz oder unerwünschte Transienten.
• Keine aktive Elektronik in der HS – hohe Verfügbarkeit
• Hohe seismologische Widerstandsfähigkeit.
• Unvergleichliche Zuverlässigkeit, volle Selbstdiagnose, nahe Null Wartung.
• Leicht, kompakt und flexibel
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AIS Beispiel: COSI-CT
John Deer Wind Farm, USA 69 kV Horizontal montage
COSI-CM 245kV COSI-CT+ CVT
Mit den neuen Optionen wie geringes Gewicht COSI-CT und das Fehlen von isolierenden Flüssigkeiten sind vereinfachte technische Lösungen und Bauformen möglich Die COSI-CT können direkt auf bestehende Strukturen oder mit anderen Geräten verbunden werden
Signifikante Einsparungen: • Umspannwerk Fundament • Umbauarbeiten • Tragkonstruktionen • ...
550kV COSI-CT
COSI-CT montiert auf 550kV LS
550kV LS Alstom GL317
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Konvertieren
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Primär Konverter und Merging Units
• Optimiert die Menge an Elektronik in schwierigen Umweltbedinungen
• Merging units erzeugen eine präzisen Datenstrom in Echtzeit von Abtastwerten gemäß dem IEC 61850-9-2 Standard
MU Agile AMU
MU Agile AMU
XMU 820 / XMU840
XMU800
Anbindung alle CT-und VT-Sensoren, ob digital oder konventionell
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MU Agile: Vom Wandler zum Netzwerk
1.Ersatz von konventionellen Strom-und Spannungswandlern
3 Hauptfunktionen
2. Synchronisiert die CT und VT über eine Uhr, 1PPS, IEEE1588,…
3. Übertragung von SV in eine digitales Protokoll in den Prozess-Bus 61850-9-2LE (Ia, Ib, Ic, In; Va, Vb, Vc,Vn)
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Konventionelle CT/VT
Ethernet
Leitsystem
IEC 61850-8-1
Merging Unit
Im Feld
Relais
CT/VT
Verdrahtet
Ethernet
IEC 61850-9-2
IEC 61850-8.1 STATIONS
BUS
IEC 61850-9.2 PROZESS
BUS
Primäre Schnittstelle und Festverdrahtung
Technologie Turnover ~15 Jahre Renovierungszyklus: 25-50 Jahre Lebensdauer
CT und VT
im Feld
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Schutz
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Entwicklungen mit Process Bus-Schnittstellen
MiCOM Alstom P444 und P446
Distanzschutz mit unterschiedlichen Algorithmus Prinzipien - mit integriertem Fern-Schutz und eine (P444/P446) oder zwei Leistungsschalter (P446) mit AWE
MiCOM Alstom P546 Leitungs-Differentialschutz für 2 oder 3 Leitungsenden, mit ein oder zwei Leistungsschalter und AWE
MiCOM Alstom P645 Transformator-Differentialschutz für bis zu 5 Enden, mit erweiterten Loss-of-Life thermische Überwachung
MiCOM Alstom P746 Numerische Sammelschienenschutz - kleine Anlagen (6 Abgängen, 2 Zonen)
MiCOM Alstom P841 Freileitung IEDs, für Backup, AWE, Leistungsschalter Management
MiCOM Alstom P743 Medium / Große Sammelschienenschutzes - P740
C-series Bay Controller
Bay controller, mit optionaler Schutz
JETZT LIEFERBAR
CA Q1. 2013
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MICOM P444 with 9.2LEMICOM P444 with 9.2LEMICOM P444 with 9.2LE
Anbindung an die primäre Anlage: Von 120 Kupferdrähten bis 1 LWL
Sicherheit: keine unter Spannung stehenden elektrischen Verbindungen von HS-Geräten,
nur isolierte optische Faser
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Beispiele für ein Digital-Umspannwerk
Beispiel: GIS
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Voll digitaler Schaltschrank
Distanzschutz
reduzierte Verkabelung
Merging Unit
Feld Steuergerät
Mens-Maschine-Schnittstelle
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Steuerung
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DS Agile – Hauptmerkmale
Schlüsselfertige Automatisierungssysteme für Digital-Umspannwerke
DS Agile verbindet modernste Hardware, Software, Kommunikation und höchstes
Technologie Engineering bis zur IEC61850-Standard-Protokoll, zugeschnitten auf einzelne oder mehrere Unterstationen.
Interoperabilität durch IEC61850 Ethernet-Netzwerk Redundante Kommunikationsprotokolle (PRP / HSR) Weit-Bereich inter-Umspannwerk Datenaustausch durch IEC61131 Leittechnik Cyber-sicheren Fern-Zugriff Bewährte MiCOM IED’s für Schutz und Messung Leistungsstarke Bedienoberfläche und Engineering-Tools Verbesserte Umspannwerk Situationsbewusstseins Voll skalierbare Lösung in Bezug auf Funktionalität und Architektur
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DS Agile Feld-Steuergeräte und MiCOM Schutzrelais
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DS Agile Switches : interoperable Architekturen
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Schaltanlagen-Steuerung
• Schnelle Erfassung und Übertragung (1 ms) mit Standard IEC61850-8-1 GOOSE Nachrichten
• Schnelle Auslösung mit Hochleistungs- und Hochgeswindigkeitskontakten (1 ms)
• Synchronisierung mit IEEE1588 PTP Protokoll
• Redundante Ethernet Verbindung gemäß IEC61850 PRP/HSR Protokoll
DS Agile SCU Schaltanlagen Steuergerät
Schnittstellen für alle Leistungsschalter und Schaltanlagen
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Überwachung
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Beispiel: Überwachung von LS, GLS, GIS – CBWatch 2
Temperatur
Druck
AUS-Kreis Betrieb Öl Motoren
Spulen
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Zusammenfassung
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• Fernhalten von unsicheren strom- und spannungsführenden Sekundärkreisen an primären Bauteilen
• Reduzierung von Kabelarbeiten
• Erhöhte Sicherheit am Arbeitsplatz
• Schnellere Planung und Genehmigung
• Mehr Nachhaltigkeit, weniger Rohstoffe
• Standardisierung von Komponenten
• Weniger Bestellvarianten
• Reduzierte Bauarbeiten
Vorteile im Umspannwerk
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DIGITALES UMSPANNWERK – Fazit
Alstom realisiert schon vollständige digitale
Umspannwerke
Diese digitalen Lösungen sind verfügbar
Alstom ist bereit, um Benutzer auf den Übergang von konventionellen zu digitalen Anlagen zu begleiten
Rekord in der Praxiserfahrung mit Monitoring:> 1.300 Felder
Steuerung: 3000 Digitale Leitsysteme Schutz: 400 000 digitale Schutzrelais
Diese digitalen Lösungen sind skalierbar
Key benefits: •Erhöhte Sicherheit & Zuverlässigkeit
•Erhöhte Flexibilität •Cyber-Sicherheit
•Reduzierte Eigentums-gesamtkosten •Remote-Zugriff •Kupfer-lose
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HANNOVER MESSE 2013 Systemwand Halle 27 H41
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Alstom’s agile digitales Umspannwerk bietet beispiellose Leistung durch intelligente primäre Systeme und maßgeschneiderte Automatisierungslösungen
ENDE