58 www.etz.de 3/2014

Überwachungssystem für TrafoständeDer Einsatz von Transformatoren, E-Spulen und sonstigen Geräten, bei denen Öl als Betriebsmittel zur Isolierung verwendet wird, erfordert eine besondere Handhabung. So muss der Energieversorger ab einem Volumen von 1 m3 wasser-gefähr dender Flüssigkeit spezielle Anforderungen zum Betrieb derartiger Anla-gen erfüllen. In diesem Zusammenhang hat Phoenix Contact gemeinsam mit der Westnetz GmbH ein System zur kontinuierlichen Füllstandsüberwachung, Alarmie rung und Verpumpung des Niederschlagwassers für Transformatoren-stände entwickelt.

Text: Frank Horstmann

Die Nutzung von ölisolierten Transformatoren birgt die Gefahr, dass Öl ausläuft und in die Umwelt gelangt. Um

diesem Szenario entgegenzuwirken, werden die Transforma-toren auf Trafotassen gebaut, die im Schadensfall das entwei-chende Öl sammeln. Da die Trafotassen der Witterung aus-gesetzt sind, nehmen sie zusätzlich anfallendes Regenwasser auf, welches bei Bedarf abgepumpt werden muss. Dabei muss darauf geachtet werden, dass in das abzupumpende Wasser kein Öl aus dem Transformator geraten ist. Vor die-sem Hintergrund überprüften die Westnetz-Mitarbeiter den Wasserstand der Trafotassen in der Vergangenheit stich-punktartig und entleerten die Au�angbecken bei Bedarf. Ein neues System soll den Netzbetreiber nun rechtzeitig infor-

mieren, dass der Wasserstand in den Trafotassen angestiegen ist und unter Umständen ein kritisches Niveau erreicht hat.

Frühzeitige Information über den Füllstand

Die Stadt Arnsberg ist ein Teilbezirk der Westnetz GmbH [1], einer hundertprozentigen Tochtergesellschaft der RWE Deutschland AG [2]. Die Abteilung „Spezial Service Strom für die Region Ems-Westfalen“ stellt hier den einwandfreien Betrieb von mehr als 170 Trafotassenständen sicher (Bild ). Weil die Transformatoren räumlich weit voneinander ent-fernt installiert sind, bedeutet dies im Wartungsfall einen längeren Zeitaufwand für das Anfahren der einzelnen Sta-tionen. Klaus Hansen, Leiter des Anlagenbereichs in Arns-

KOMPONENTEN & PERIPHERIE

593/2014 www.etz.de

berg, ist es deshalb besonders wichtig, auf ein Überwa-chungssystem zurückgreifen zu können, das frühzeitig Infor-mationen über den aktuellen Füllstand der Trafotassen liefer. Dann kann er das Servicepersonal bedarfsgerecht und wirt-schaftlich einplanen, sodass die Betriebskosten für die War-tung kalkulierbar sind und im &nanziellen Rahmen bleiben. Die kontinuierliche Füllstandsüberwachung der Transfor-matorenstände bedingt somit ein innovatives Konzept zur automatischen Benachrichtigung der Zentrale per E-Mail sowie zum Absetzen einer SMS an den Bereitschaftsdienst im Notfall.

Bedarfsgerechte Planung von Wartungsmaßnahmen

Das stichprobenartige Anfahren der Transformatorenstände zwecks Kontrolle der Füllstände stellt eine Herausforderung bei der Einsatzplanung der Mitarbeiter dar. In der neuen Lösung ermittelt daher ein Ultraschallsensor den aktuellen Wasserstand und vergleicht ihn permanent mit zwei unter-schiedlichen Grenzwerten. Der erste Grenzwert bezieht sich auf die vorausschauende Organisation der Instandhaltungs-aktivitäten. In diesem Fall sendet das System eine E-Mail an den Betreiber, wenn der Grenzwert erreicht ist. Vor Ort wird der Zustand durch eine rote Warnleuchte signalisiert, die sich auf dem Schaltschrank be&ndet und dauerhaft brennt. Wird der kritische zweite Grenzwert erreicht, schickt das System eine SMS an das Bereitschaftspersonal, das sofort entsprechende Maßnahmen einleiten kann.

Nach der visuellen Begutachtung des Niederschlagswas-sers auf Ölrückstände und Verwendung von Ölerkennungs-Teststreifen starten die Wartungsmitarbeiter den Abpump-vorgang, der automatisch abläuft. Der Wasserstand senkt sich auf ein einstellbares Mindestvolumen ab. Neben der visuellen Prüfung durch das Personal sorgt eine zusätzliche Stabsonde dafür, dass der Abpumpprozess im Fall der Anzeige einer Ölverunreinigung sofort abgebrochen wird. Aufgrund der fehlenden drahtgebundenen Kommunikationsinfrastruktur erfolgt die Übertragung der anfallenden Daten durchgängig per GPRS/Edge über das Mobilfunknetz. In puncto Daten-austausch setzt der Betreiber auf die Fernwirklösung „ReSy+“ von Phoenix Contact [3], die sowohl ihn als auch den Bereit-schaftsdienst via E-Mail und SMS benachrichtigt.

Einfache Parametrierung über den Webserver

Bei der Auswahl der Hardware hat sich Westnetz ebenfalls für Komponenten und Systeme des Blomberger Automati-sierungsspezialisten entschieden (Bild ). Das neue Überwa-chungssystem basiert auf der Kleinsteuerung ILC 150 GSM/GPRS. Denn in den Inline-Controller der 100er Leistungs-klasse sind bereits ein Quadband-Modem sowie ein Ether-net- und ein Interbus-Anschluss integriert. Zudem verfügt die Kleinsteuerung über 4 MByte internen Flash-Speicher, einen RJ45-Anschluss sowie 16 digitale Ein- und Ausgänge. Die analogen Werte werden mit einer IB-IL-AI2/4-20-Karte in Schutzart IP20 aus dem Inline-Installationssystem erfasst.

Ein in den ILC 150 GSM/GPRS eingebauter Webserver dient der Inbetriebnahme des Überwachungssystems. Dazu werden die Kon&gurationsparameter und Diagnose infor-mationen über eine Web-Ober2äche visualisiert. Der An-wender benötigt lediglich einen Standardbrowser, wie den

01 Transformator in der 110-kV-Umspannanlage in Erwitte/

Anröchte

02 Komplett ausgestatteter Schaltschrank von Phoenix Contact:

Wesentliche Komponenten der Anlage sind zertifiziert und bau-

aufsichtlich zugelassen

03 Die Fernwirk-Software „ReSy+“ zeichnet sich durch eine

übersichtliche Navigation über die Kachelstruktur aus

60 www.etz.de 3/2014

Microsoft Internet Explorer oder Fire-fox, sowie die Java Vir tual Machine. Die einzelnen auf der Ober2äche dar-gestellten Menüpunkte lassen sich ent-weder über die gewohnte Baumstruk-tur auf der linken Rechnerseite oder die Kachelstruktur im Hauptfenster aufru-fen (Bild ). In den jeweils nach 3e-men gruppierten Untermenüs können dann sämtliche Parameter, wie Provider spezi&sche Daten für den Versand von E-Mails und SMS, E-Mail- Adres sen und Telefonnummern, Grenz wer te, Meldetexte sowie Datum und Uhrzeit, individuell für die jeweilige Sta tion ein-gestellt werden (Bild und Bild ).

Hohe Verfügbarkeit durch unter-

brechungsfreie Stromversorgung

Neben den eigentlichen Überwa-chungsmechanismen ist das in den Webserver integrierte Pumpenmanage-ment für das kontrollierte Abpumpen

des Niederschlagwassers verantwort-lich. Sobald das Wartungspersonal den Pumpvorgang aktiviert hat, senkt sich der Füllstand geprüft ab, wobei ein Trockenlaufen der Pumpe vermieden wird. Natürlich kann der Prozess je-derzeit manuell durch die Mitarbeiter unterbrochen werden.

Wenn es um die Anlagenverfügbar-keit geht, favorisiert Westnetz ebenfalls ein Konzept von Phoenix Contact: Die kompakte unterbrechungsfreie Strom-versorgung Mini-DC-UPS/ 24DC/ 2I stellt sowohl bei einwandfrei funktio-nierendem Versorgungsnetz als auch bei Netzstörungen den Betrieb aller angeschlossenen 24-V-Verbraucher in der elektrischen Anlage sicher. Durch die Signalisierung mit Kontrollleuch-ten und aktiven Schaltausgängen be-steht bei einem Spannungsausfall die Möglichkeit, eine entsprechende SMS an den Bereitschaftsdienst abzusetzen.

04 Parametrierung der Grenzwerte mit visueller Anzeige der Füllstandshöhe

05 Konfigurieren der Provider-spezifischen Daten für den Mail- und

SMS-Versand sowie der GSM/GPRS-Verbindung

Warum MES?

MES/MOM-Systeme optimieren die Produktion und sorgen für Transpa-

renz. Sie erfassen und bewerten sämtliche Produktionsdaten in Echt-

zeit zur Optimierung des kompletten Produktionsablaufs. Damit stellt

MES-Software eine Verbindung zwischen den Daten der Shop-Floor-

Ebene und unternehmensweiten Softwaresystemen wie ERP-, PLM-

oder SCM-Systemen her. Nutzenpotenziale umfassen kürzere Produkti-

onszeiten, verbesserte Qualität und niedrigere Kosten. Die gewonnene

Anlagentransparenz (OEE / NEE) ermöglicht schnellere Reaktionen und

unterstützt bei wichtigen Entscheidungen.

Warum IBS AG?

Die IBS AG bietet mit IBS:MES und MOM (Manufacturing Operations

Management) die ganzheitliche und prozessorientierte Lösung für

das Produktions-, Qualitäts- und Traceability-Management. Mit

dem in über 30 Jahren erworbenen Know-how entwickeln wir „Best

Practices“ für den Einsatz in produzierenden Unternehmen unter-

schiedlichster Branchen. Damit leisten wir einen entscheidenden Bei-

trag zur Lösung der durch den Markt gestellten Herausforderungen.

Weitere Teilnehmer 2014:

Jürgen Wolf Strategisches Marketing & Business Development | IBS AG

„Mit Productivity

Advantage Ihren

Wettbewerbsvor-

teil erhöhen und

ausbauen!“

your ticket to all buses

bachmann.

!""#$%&'

()*!+),%!$-*./0

12%&32//

4#3"!%&$

ANWENDER-WORKSHOPS I TREND-SESSIONS I FACHAUSSTELLUNG

www.automatisierungstreff.com

613/2014 www.etz.de

Zertifizierung und bauamtliche Zulassung

Nachdem die neue Füllstandsüberwachung auf Basis einer industriegerechten Steuerungs- und Fernwirktechnik umge-setzt worden ist, kann die Westnetz GmbH das Instandhal-tungspersonal bedarfsgerecht und wirtschaftlich einplanen. Die wesentlichen Komponenten im von Phoenix Contact gelieferten Schaltschrank sind zerti&ziert und bauaufsicht-lich zugelassen. Außerdem entspricht die Lösung den rele-vanten Gesetzen und Vorschriften von WHG (Wasserhaus-haltsgesetz Deutschland), VAWS (Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Sto�en und über Fachbetriebe) sowie AGI (Arbeitsgemeinschaft Industrie-bau) [4]. (ih)

Literatur

[1] Westnetz GmbH, Dortmund: www.westnetz.de

[2] RWE Deutschland AG, Berlin: www.rwe.com

[3] Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg:

www.phoenixcontact.de

[4] Arbeitsgemeinschaft Industriebau (AGI):

www.agi-online.de

Autor

Frank Horstmann B.Sc. ist Mitarbeiter im

Global Industry Management Wasser/Abwasser

bei der Phoenix Contact Electronics GmbH in

Bad Pyrmont.

fhorstmann@phoenixcontact.com

Fernwirklösung bietet vielfältige

Kommunikationsmöglichkeiten

Die Softwarelösung „Resy+“ ermöglicht ein durch-

gängiges Fernwirken, wobei die Daten sowohl über

Ethernet als auch via Standleitung, Wählverbindung,

SMS, GSM, GPRS oder Funk übertragen werden

können.

Als Basis der Fernwirklösung fungieren hochmodulare In-

line- Steuerungen in verschiedenen Leistungsklassen. Sie

sind flexibel um die jeweils erforderlichen Standard- und

Funk tions klem men erweiterbar. Bis maximal 8 192 lokale IO-

Punkte können daran angeschlossen werden.

Wie alle Steuerungen von Phoenix Contact werden die In-

line-Controller mit der Software PC Worx nach IEC 61131-3

programmiert. Wichtiger Bestandteil des Tools ist eine Funk-

tionsbaustein-Bibliothek für die Konfiguration der Fernwirk-

verbindung. Zur Parametrierung der Fernwirktechnik und

Programmierung der Steuerungsfunktion benötigt der An-

wender somit nur eine Software. Diese unterstützt eine Viel-

zahl von Protokollen, wie die Fernwirkstandards DIN EN

60870-5-101 und DIN EN 60870-5-104, Modbus TCP/RTU und

ODP (Open Data Protocol), sodass die Steuerung mit fast al-

len modernen Leitsystemen kommunizieren kann.

Erfahren Sie mehr auf www.megger-blog.de

TM1700-Serie

Enthält 30 Jahre Erfahrung von Herstellernund Anwendern

Sicheres prüfen mit beidseitig geerdetenLeistungsschaltern

Zuverlässige Prüfergebnisse in störsignal-behafteter Hochspannungsumgebung

Fünf Kon$gurationen zur Wahl

Integrierte Bedieneinheit mit 8-Zoll-Touchscreen

Schaltzeiten, Bewegung, Spulenstrom,synchrone mehrkanalige DRM…

Ihre wertvolle Erfahrung in der

Leistungsschalterprüfung –

bei uns fest eingebaut!

Hannover MesseHalle 12 / D06

Megger GmbH

Obere Zeil 2

61440 Oberursel

T +49 (0) 6171-92987-0

F +49 (0) 6171-92987-19

info@megger.de

www.megger.de