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Messungen für maximale Betriebssicherheit – Diagnostik auf Offshore-Plattformen
Die Energiewende ist im vollen Gange und verdient weiterhin unsere volle Aufmerksamkeit! Die Bereitstellung von erneuerbaren Energien ist wichtiger denn je. Um die hochgesteckten Ziele zu erreichen, ist die Energiegewinnung in Offshore-Windparks ein wichtiger Punkt. Neben dem Neubau von weiteren Windparks sollte auch die Wartung und Betriebssicherheit der zahlreichen bestehenden Anlagen gewährleistet sein.
Im folgenden Beitrag wollen wir dieses Arbeitsumfeld und die Möglichkeiten zur Diagnostik und Prüfung an Anlagen vorstellen.
Aufbau von Offshore Windparks
Die Stromerzeugung erfolgt Offshore nach dem gleichen Prinzip wie an Land, jedoch mit einigen entscheidenden Vorteilen. Die Offshore-Anlagen sind deutlich größer dimensioniert und können wesentlich effizienter arbeiten, da sie fernab von störenden Einflüssen, die an Land häufig anzutreffen sind, betrieben werden.
Die derzeit in Betrieb befindlichen Offshore-Windenergieanlagen (kurz: WEA) sind in sogenannten Strings miteinander verbunden und führen ihren erzeugten Strom zu einer zentralen Plattform. Jeder dieser kleineren Offshore-Windparks (kurz: OWP) arbeitet mit AC-Strom und ist entweder direkt an das Stromnetz an Land angeschlossen, sofern die Entfernung gering genug ist. Bei größeren Distanzen werden jedoch drei bis vier OWP’s gebündelt und an eine Konverterplattform weitergeleitet. Auf diesen Konverterplattformen wird der Wechselstrom (AC) der OWP’s in Gleichstrom (DC) umgewandelt, der anschließend über Seekabel an die Küste transportiert wird.
Abbildung 1: Thermografie zur Überwachung der Temperaturverteilung der Wicklungen
Zustandsbewertung der Transformatoren
Die Transformatoren auf Offshore-Plattformen bilden neben dem Konverter für die AC/DC Umwandlung das Herzstück der Anlagen. Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebes sind periodische Überprüfungen oder ein Online-Monitoring unerlässlich. Gängige Messungen und Überwachungen an den Transformatoren sind nachfolgend aufgeführt.
- Online-Überwachung:
- Öltemperatur
- Wicklungstemperatur
- Analyse der im Öl gelösten Gase
- Ölfeuchtemessung
- Periodische Überprüfungen
- Kapazitäts- und Verlustfaktormessung an den Wicklungen und Durchführungen
- Ölprobenentnahme und -analyse
Die aufgezählten Maßnahmen ermöglichen einen umfangreichen Überblick über den aktuellen Zustand des Betriebsmittels. Die Kapazitäts- und Verlustfaktormessung im Offshore-Bereich stellte uns jedoch zu Beginn vor einige Herausforderungen, da das Prinzip der Onshore-Messungen nicht so einfach übernommen werden konnte. Die Herausforderungen konnten wir zum Glück in Zusammenarbeit mit einem großen Übertragungsnetzbetreiber meistern und ein passendes Messkonzept entwickeln. Aus diesen Erfahrungen haben wir viel gelernt und können diese Erkenntnisse auch auf weiter Diagnosemessungen übertragen, sodass wir sogar schon die ersten umfangreicheren Messungen an drei Kompensationsspulen auf einer OWP Plattform durchführen konnten:
- Wicklungswiderstandsmessung
- Frequenzganganalyse (SFRA)
Die Messungen wurden über die gasisolierte Schaltanlage durchgeführt und lieferten wertvolle Einblicke in das System. Aufgrund fehlender Werte aus einem Site-Acceptance-Test unter vergleichbaren Bedingungen gab es keine Möglichkeit die Einflüsse der Umgebung abzuschätzen und die Messwerte umfangreich zu bewerten. Daher empfiehlt es sich, zeitnah nach der Fertigstellung der Installation eine Fingerprintmessung der gesamten Anlage durchzuführen. So wird sichergestellt, dass Vergleichswerte vorhanden sind und erforderliche Maßnahmen schnell eingeleitet werden können.
Gerne unterstützen wir Sie bei der Diagnose an Ihren Betriebsmittel in Ihren Anlagen unabhängig ob diese On- oder Offshore stehen. Gemeinsam entwickeln wir das passende Messkonzept, um eine umfangreiche Diagnostik oder periodische Überprüfung durchzuführen und die Betriebssicherheit zu gewährleisten.
Ihr Ansprechpartner
Philip Wischtukat
Tel. +49 2383 6189 693
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