Nam Theun 2 Power Company Limited betreibt ein groß angelegtes Wasserkraftwerk in Laos, in dem vier Turbinen zusammen etwa 1000 MW elektrische Leistung 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 System zur Überdrehzahlerkennung im Werk 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 begrenzt, was die Anpassungsfähigkeit des Systems an aktuelle betriebliche Anforderungen einschränkte.
Die Komplexität des Projekts stieg aufgrund der Anlagenkonfiguration. 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.
Zusätzlich zu den technischen Herausforderungen musste die Umstellung ohne Unterbrechung des laufenden Anlagenbetriebs erfolgen. Das neue System musste in bestehende SCADA- und EWS-Umgebungen integriert werden und dabei die vollständige Transparenz von Alarmen, Auslösesignalen und dem Systemstatus gewährleisten.
Lösung: Einsatz von SpeedSys® 200 für den Überdrehzahlschutz von Turbinen
TriSystems entwickelte und lieferte ein neues Bedienfeld für das Überdrehzahl-Erkennungssystem als Ersatz für die bestehende Anlage. Die Lösung basierte auf dem SpeedSys® 200-Überdrehzahl-Erkennungssystem, wobei Istec während des Projekts die Hardware und den technischen Support bereitstellte.
Für jede Turbine wurde eine dedizierte 2oo3-Abstimmungsstruktur unter Verwendung von drei unabhängigen SpeedSys® 200-Modulen implementiert. Insgesamt wurden zwölf Module über die vier Turbinen verteilt installiert. Diese Konfiguration stellt sicher, dass eine Überdrehzahl-Abschaltung nur dann ausgelöst wird, wenn mindestens zwei von drei Kanälen ein Überdrehzahlereignis erkennen, was einen robusten und fehlertoleranten Schutzmechanismus gewährleistet.
Der modulare Aufbau von SpeedSys® ermöglicht skalierbare Systemarchitekturen und erlaubt Nachrüstungen mit geringem Aufwand. Dadurch lässt sich das System ohne größere Änderungen 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 Entwicklung, Installation, Konfiguration und Inbetriebnahme der neuen ODS-Panels verantwortlich war. Istec unterstützte das Projekt durch die Lieferung von SpeedSys® 200-Modulen und technische Beratung während der Systemauslegung und -validierung.
Während der Installation wurde jedes Turbinensystem individuell konfiguriert, einschließlich seiner Abstimmungslogik, Signalverarbeitung und Auslöseausgänge. Die Systeme wurden in die bestehende SCADA- und EWS-Umgebung integriert, um vollständige betriebliche Transparenz und Kontrolle zu gewährleisten.
Die Systemvalidierung erfolgte im Rahmen eines strukturierten Website-Abnahmetestverfahrens. 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
- Konstruktion und Lieferung neuer ODS-Paneele für vier Turbinen
- Lieferung von zwölf SpeedSys® 200-Modulen
- Implementierung von vier unabhängigen 2oo3-Abstimmungsstrukturen
- Integration in bestehende SCADA- und EWS-Systeme
- Konfiguration, Prüfung und Inbetriebnahme des Gesamtsystems
Ergebnisse der Modernisierung des Überdrehzahl-Erkennungssystems
Nach der Inbetriebnahme ist das neue Überdrehzahl-Erkennungssystem an allen vier Turbinen voll funktionsfähig. Jede Turbine verfügt nun über ein unabhängiges und einheitliches Schutzsystem, das auf einer standardisierten Architektur basiert.
Die Abnahmetests der Website wurden erfolgreich abgeschlossen und bestätigten die genaue Geschwindigkeitserfassung sowie die zuverlässige Auslösung von Turbinenabschaltmechanismen unter simulierten Bedingungen. Das System wurde vom Kunden ohne kritische offene Punkte abgenommen, was belegt, dass die Implementierung alle funktionalen und sicherheitstechnischen Anforderungen erfüllte.
Der Übergang zu einem modularen System verbessert die Wartbarkeit und ermöglicht einfachere zukünftige Anpassungen. Die Standardisierung über alle Turbinen hinweg vereinfacht die Systemverwaltung und reduziert die Komplexität innerhalb der Schutzinfrastruktur des Kraftwerks.
Fazit
Dieses Projekt veranschaulicht den Austausch eines veralteten Überdrehzahl-Erkennungssystems an mehreren Turbinen unter Verwendung eines strukturierten und skalierbaren Ansatzes. Durch die Kombination der technischen und umsetzungsbezogenen Kompetenzen von TriSystems mit der SpeedSys® 200-Plattform und dem technischen Support von Istec wurde ein einheitliches und zuverlässiges Schutzsystem implementiert.
Das Ergebnis ist eine wartungsfreundliche und klar strukturierte Lösung zum Überdrehzahlschutz, die sich in die bestehende Anlageninfrastruktur integrieren lässt und einen sicheren Langzeitbetrieb gewährleistet.
