Die Nam Theun 2 Power Company Limited betreibt ein Großwasserkraftwerk in Laos, in dem vier Turbinen zusammen etwa 1000 MW Strom erzeugen. Jede Turbine ist eine kritische Komponente im Energieerzeugungsprozess und muss vor unsicheren Betriebsbedingungen wie Überdrehzahl geschützt werden.
Ein Überdrehzahl-Erkennungssystem fungiert als spezielle Sicherheitsebene innerhalb rotierender Anlagen. Es überwacht kontinuierlich die Drehzahl und leitet bei Überschreitung vordefinierter Grenzwerte eine Abschaltung ein, wodurch mechanische Schäden und unsichere Situationen verhindert werden.
Herausforderung: Ersatz des Jaquet T401-Überdrehzahl-Erkennungssystems
Das bestehende Überdrehzahl-Erkennungssystem des Kraftwerks basierte auf der Jaquet T401-Plattform. Im Laufe der Zeit war das System veraltet, was die Wartung und Fehlerbehebung zunehmend erschwerte. Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen und die Flexibilität des Systems waren eingeschränkt, was die Anpassungsfähigkeit des Systems an die aktuellen betrieblichen Anforderungen beeinträchtigte.
Die Komplexität des Projekts wurde durch die Anlagenkonfiguration erhöht. Jede der vier Turbinen erforderte ein eigenes, unabhängiges Überdrehzahlschutzsystem mit einer 2oo3-Voting-Struktur. Diese Art der Konfiguration stützt sich auf drei unabhängige Messkanäle, um eine zuverlässige Erkennung und ein sicheres Abschaltverhalten zu gewährleisten.
Neben den technischen Herausforderungen musste der Austausch ohne Unterbrechung des laufenden Kraftwerksbetriebs erfolgen. Das neue System musste in die bestehenden SCADA- und EWS-Umgebungen integriert werden, wobei die vollständige Transparenz hinsichtlich Alarmen, Abschaltsignalen und des Systemstatus gewährleistet bleiben musste.
Lösung: Einsatz von SpeedSys® 200 für den Überdrehzahlschutz von Turbinen
TriSystems entwickelte und lieferte eine neue Schalttafel für das Überdrehzahl-Erkennungssystem als Ersatz für die bestehende Anlage. Die Lösung basierte auf dem SpeedSys® 200-Überdrehzahl-Erkennungssystem, wobei Istec die Hardware sowie den technischen Support während des Projekts bereitstellte.
Für jede Turbine wurde eine eigene 2oo3-Abstimmungsstruktur unter Verwendung von drei unabhängigen SpeedSys® 200 -Modulen implementiert. Insgesamt wurden zwölf Module in den vier Turbinen installiert. Diese Konfiguration stellt sicher, dass eine Überdrehzahlabschaltung nur dann ausgelöst wird, wenn mindestens zwei von drei Kanälen ein Überdrehzahlereignis erkennen, wodurch ein robuster und fehlertoleranter Schutzmechanismus gewährleistet ist.
Der modulare Aufbau von SpeedSys® ermöglicht skalierbare Systemarchitekturen und eine nachträgliche Installation mit minimalen Auswirkungen. Dadurch lässt sich das System ohne größere Umbauten in die bestehende Infrastruktur integrieren, wobei die Kompatibilität mit verschiedenen Sensortypen und Steuerungssystemen gewährleistet bleibt.
Durchführung des ODS-Nachrüstungsprojekts für mehrere Turbinen
Das Projekt wurde von TriSystems durchgeführt, das für die Planung, Installation, Konfiguration und Inbetriebnahme der neuen ODS-Schalttafeln verantwortlich war. Istec unterstützte das Projekt durch die Lieferung von SpeedSys® 200-Modulen sowie durch technische Beratung bei der Systemauslegung und Validierung.
Während der Installation wurde jedes Turbinensystem individuell konfiguriert, einschließlich der Abstimmungslogik, der Signalverarbeitung und der Abschaltausgänge. Die Systeme wurden in die bestehende SCADA- und EWS-Umgebung integriert, um eine vollständige Transparenz und Kontrolle des Betriebs zu gewährleisten.
Die Systemvalidierung erfolgte im Rahmen eines strukturierten Abnahmetestverfahrens vor Ort. Es wurden Überdrehzahlbedingungen simuliert, um das Verhalten der Erkennungslogik und die korrekte Auslösung der Turbinenabschaltsignale zu überprüfen. Solche simulationsbasierten Tests sind unerlässlich, da sie eine vollständige Systemüberprüfung ermöglichen, ohne die Turbine tatsächlichen Überdrehzahlbedingungen auszusetzen.
Wichtige Ergebnisse
- Planung und Lieferung neuer ODS-Schalttafeln für vier Turbinen
- Lieferung von zwölf SpeedSys® 200-Modulen
- Implementierung von vier unabhängigen 2oo3-Voting-Strukturen
- Integration in bestehende SCADA- und EWS-Systeme
- Konfiguration, Prüfung und Inbetriebnahme des gesamten Systems
Ergebnisse der Modernisierung des Überdrehzahl-Erkennungssystems
Nach der Inbetriebnahme ist das neue Überdrehzahl-Erkennungssystem bei allen vier Turbinen voll funktionsfähig. Jede Turbine verfügt nun über ein unabhängiges und einheitliches Schutzsystem, das auf einer standardisierten Architektur basiert.
Die Abnahmeprüfung vor Ort wurde erfolgreich abgeschlossen und bestätigte die genaue Drehzahlerfassung sowie die zuverlässige Auslösung der Turbinenabschaltmechanismen unter simulierten Bedingungen. Das System wurde vom Kunden ohne kritische offene Punkte abgenommen, was belegt, dass die Implementierung alle Funktions- und Sicherheitsanforderungen erfüllte.
Die Umstellung auf ein modulares System verbessert die Wartungsfreundlichkeit und ermöglicht künftig einfachere Anpassungen. Die Standardisierung über alle Turbinen hinweg vereinfacht die Systemverwaltung und verringert die Komplexität der Schutzinfrastruktur des Kraftwerks.
Schlussfolgerung
Dieses Projekt veranschaulicht den Austausch eines veralteten Überdrehzahl-Erkennungssystems an mehreren Turbinen unter Anwendung eines strukturierten und skalierbaren Ansatzes. Durch die Kombination der technischen und operativen Kompetenzen von TriSystems mit der SpeedSys® 200-Plattform und der technischen Unterstützung durch Istec wurde ein einheitliches und zuverlässiges Schutzsystem implementiert.
Das Ergebnis ist eine wartungsfreundliche und übersichtliche Lösung für den Überdrehzahlschutz, die sich in die bestehende Anlageninfrastruktur integrieren lässt und einen sicheren Langzeitbetrieb gewährleistet.
