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Elia Group

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Wie der Gasdichtesensor GD-20-W von WIKA die Überwachung von Umspannwerken verändert

Eine ökologisch und ökonomisch herausragende SF6-Lösung in Partnerschaft mit Elia
Ressourcen sparen, die Umwelt schützen und die Digitalisierung vorantreiben – und das alles auf einmal: Der innovative drahtlose Gasdichtesensor GD-20-W macht es möglich. Zwei Jahre lang hat WIKA, ein Marktführer für Sensoriklösungen, mit dem belgischen Übertragungsnetzbetreiber Elia zusammengearbeitet, um den GD-20-W zu pilotieren. Der Sensor, der sich leicht in IIoT-Umgebungen integrieren lässt, ermöglicht eine Vielzahl von Alarmeinstellungen. Bei niedriger Dichte oder einer hohen Temperatur sendet er sofort eine Warnung, auch außerhalb der vorgesehenen Übertragungszeiten. Dadurch wird das Risiko von SF6-Leckagen erheblich verringert.

"Elia Group"
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„Wir haben in ganz Belgien zahlreiche elektrische Hochspannungseinrichtungen in Betrieb – und aufgrund der steigenden Nachfrage nach erneuerbaren Energien wird diese Zahl weiter wachsen. Die digitale Überwachung dieser Anlagen ist der logische Schritt, um mit dem Wachstum mithalten zu können und die Verfügbarkeit des Netzes sicherzustellen.“

Diederik Moers
Head Asset Condition & Control, Elia Group

Herausforderung

SF6-Gas:
Unverzichtbar aber gefährlich

SF6-Gas ist für Netzbetreiber unverzichtbar und wird in Umspannwerken, Windturbinen und gasisolierten Schaltanlagen (GIS) und insbesondere auch in Hochspannungsanlagen für Onshore- und Offshore-Windparks eingesetzt. Bei SF6 handelt es sich jedoch um das klimaschädlichste Treibhausgas. Die neue F-Gas-Verordnung der EU (gültig ab Januar 2035) schreibt die Verwendung von aufbereitetem oder recyceltem SF6 für die Wartung vor, was dessen Rückgewinnung aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen entscheidend macht.

Das Ziel:
SF6-Leckagen auf ein Minimum reduzieren

SF6-Gas wird in der Regel mit Dichtewächtern überwacht, die einen Alarm auslösen, wenn die Dichte unter einen Schwellenwert fällt. Zu diesem Zeitpunkt können jedoch bereits 7–8 % des SF6 entwichen sein. Es ist wichtig, SF6-Leckagen zu verhindern, da die in den einzelnen Anlagen entwichene Menge nicht nachverfolgt wird. Eine wirksame Überwachung ist für die Aufrechterhaltung der Systemverfügbarkeit von entscheidender Bedeutung, da Anlagen im „roten Bereich“ unter Umständen abgeschaltet werden müssen, was zu Stromausfällen führen kann. Bei einem SF6-Preis von rund 1.500 € pro 50 Liter sind die finanziellen Auswirkungen erheblich.

Lösung

Der Ansatz:
Durchführung eines Pilotprojekts mit dem belgischen Übertragungsnetzbetreiber Elia

WIKA hat sich mit Elia, einem langjährigen Kunden, zusammengetan. „Elia hat viel SF6-Gas in seinem Netz“, berichtet Jannik Schäfer. „Elia ist auch bereit, innovativ zu sein“, ergänzt Manuel Micheler. Darüber hinaus nutzte Elia die Gelegenheit, direkt Einfluss auf die Produktentwicklung zu nehmen und Feedback zu den erforderlichen Funktionen der Lösung zu geben. Damit war Elia der perfekte Partner für dieses Projekt.

Die Lösung:
Ein drahtloser Gasdichtesensor

In einem existierenden Umspannwerk eine Verkabelung zu legen und neue Sensoren nachzurüsten, ist ein großer Aufwand, ebenso wie das manuelle Ablesen von mechanischen Dichtewächtern vor Ort. Um diese Probleme zu lösen wurde ein drahtloser Sensor entwickelt. Der Gasdichtesensor GD-20-W ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Gaszustandsparameter in geschlossenen Tanks. Pro 400-kV-Umspannwerk benötigt Elia 100 bis 400 dieser Sensoren. In den vergangenen zwei Jahren wurde eine intensive Testphase mit Vorserienprodukten durchgeführt.

Vorteile

Sofort einsatzbereit

WIKA ist von seinem neuen Produkt überzeugt und hat es in einem Pilotprojekt mit Elia eingehend auf seine Praxistauglichkeit getestet. Diese Partnerschaft war der Schlüssel zur erfolgreichen Entwicklung des neuen Gasdichtesensors in kürzester Zeit. Die Kunden können eine Lösung von kompromissloser Qualität erwarten. Das WIKA-Team freut sich, mit dem Sensor GD-20-W eine ökologisch und ökonomisch herausragende SF6-Lösung vorstellen zu können, die die Überwachung von Umspannwerken für immer verändert.

Eine erfolgreiche Partnerschaft zwischen Elia und WIKA

“„Mit der umfassenden digitalen Überwachung von SF6-Gas in Schaltanlagen stellen wir sicher, dass wir Leckagen schnellstmöglich und wesentlich schneller als mit klassischen Gasdichtemessgeräten erkennen. Dadurch können wir unsere SF6-Emissionen reduzieren, indem wir schneller mit der Reparatur beginnen. WIKA hilft uns dabei, unser Ziel, die SF6-Emissionen zu reduzieren, zu erreichen.“

Thomas Wijnhoven
Asset Manager Substations, Elia Group

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Das Produkt: Gasdichtesensor GD-20-W mit drahtlosem LoRaWAN®-Ausgangssignal

  • Für Innen- und Außenanlagen von SF6-und alternativgasisolierten Betriebsmitteln
  • Hochgenaue Sensorik
  • Permanente Überwachung der relevanten Gaszustandsparameter in geschlossenen Tanks
  • Lange Batterielebensdauer
  • Sehr kompakte Bauform
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Wissenswertes

Über Schwefelhexafluorid

■ SF6: das stärkste Treibhausgas
■ Treibhauspotenzial (GWP): GWP 24.300 – 1 kg SF6-Gas entspricht 24.300 kg CO2
■ Äußerst lange atmosphärische Lebensdauer : circa 3.200 Jahre
■ Herausragende Isoliereigenschaften: die fünffache Durchschlagfestigkeit von Luft
■ Entscheidend für Stromnetze: verhindert Kurzschlüsse und Lichtbögen

Über Elia System Operator S.A

■ Belgischer Übertragungsnetzbetreiber
■ Besitzt und betreibt das gesamte belgische elektrische Hochspannungsnetz
■ Zur Elia Group zählt auch der deutsche Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz
■ 50Hertz baut und betreibt mit mehr als 2.100 Spezialistinnen und Spezialisten das Stromübertragungsnetz im Norden und Osten Deutschlands
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