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Fallstudie

Kansas City Power and Light realisiert Distribution-Automation(DA)-Technologie

Profil

KCP&L bietet energiebezogene Produkte und Dienstleistungen für Haushalte und Unternehmen in der Stadtregion Kansas City sowie landesweit in den USA an. Mit Hauptsitz in der Innenstadt von Kansas City, Missouri, erzeugt und liefert KCP&L Strom für Privatkunden, Städte und Stromversorgungsunternehmen in Missouri und Kansas.

Das Unternehmen betreibt 4 Werksstandorte mit 18 Einheiten, die seine Kunden mit Strom versorgen, und verkauft Strom im Großhandelsmarkt an die US-Bundesstaaten der Zentralregion. Effiziente Anlagen für die Erzeugung von mehr als 3.700 Megawatt sind in Betrieb oder im Bau.

Anwendung

KCP&L suchte nach einer Möglichkeit, Kondensatorbatterien in seinem Versorgungsgebiet zu überwachen. In der Vergangenheit erfolgte die Überwachung nicht-kommunizierender Kondensatorbatterien, indem jemand vorbeifuhr und sie physisch inspizierte. Dies war zeitaufwendig und teuer.

KCP&L suchte nach einem bi-direktionalen Kommunikationsverfahren, das kosteneffektiv ist und in außerstädtischen Bereichen seines Versorgungsgebiets eingesetzt werden kann. Diese beiden Anforderungen (niedrige Kosten und breite Flächendeckung) führten KCP&L zu Sensus.

Lösung durch zugeschaltete Kondensatorbatterien

Etwa zwei Drittel der Kondensatorbatterien von KCP&L werden mit Kondensator-Controllern der Serie EnergyLine 1000 betrieben. Diese Geräte sind DNP3-konform, daher wählte KCP&L das Sensus DNP-RTM-Modul (Remote Telemetry Module) für diese Anwendung. Durch die Verwendung einer RS-232-Verbindung mit EnergyLine 1000-Controllern ermöglicht das DNP-RTM-Modul die drahtlose Kommunikation zur Überwachung und Steuerung der Kondensatorbank.

Diese Automatisierung der zugeschalteten Kondensatorbatterien hatte das Ziel, Leistungsfaktor- und Spannungsabweichungen zu korrigieren. Nun kann KCP&L mit Hilfe des DNP-RTM-Moduls rasch auf schwankenden Leistungsbedarf reagieren.

Das Sensus RTM-Modul ermöglicht KCP&L, den Status der Kondensatorbatterien (offen oder geschlossen), Netzspannung und Phasenwinkel zu überwachen. Wenn nötig, kann KCP&L die Kondensatorbatterien nun ohne Anwesenheit vor Ort öffnen oder schließen.

Das DNP-RTM-Modul fungiert als Master-Gerät und ruft digitale und analoge Werte von Energy 1000 ab. Immer, wenn das DNP-RTM-Modul einen zu meldenden Wert (z. B. eine Statusänderung eines digitalen Eingangs) empfängt, leitet es ihn sofort an das Network Operations Center (NOC) weiter.

Die niedrigen Kosten der Sensus-Lösung ermöglichen KCP&L, die Automatisierung so weit wie möglich auf Kunden im ländlichen Raum auszuweiten. Diese Kosteneinsparungen dienten zunächst zur Rechtfertigung des Projekts, KCP&L konnte aber auch Geräte- und Ausfallsprobleme schneller erkennen und schneller darauf reagieren.

Lösung durch stationäre Kondensatorbatterien

Das andere Drittel der Kondensatorbatterien von KCP&L ist stationär. Für diese Geräte wählte KCP&L das Sensus TC012. Dieses Sensus MicroRTU erkennt Betriebsanomalien wie durchgebrannte Sicherungen, klemmende Schalter oder beschädigte Steuerkabel durch die Messung und Berichterstattung signifikanter Statusänderungen des Neutralstroms. Statusmeldungen können auch im Voraus geplant oder jederzeit angefordert werden.

Der analoge Eingangssensor wandelt den Neutralstrom der 0-100 A Kondensatorbatterien zu einem 0-10 Volt Wechselstromsignal um. Ein Neutralstrom von null bedeutet, dass die Anlage außer Betrieb abgeschaltet wurde. Normaler Neutralstrom (ein Sollwert über null) bei geschlossenen Kondensatorbatterien gibt an, dass die Kondensatorbatterien eingeschaltet sind und die Installation einwandfrei funktioniert. Wenn der Neutralstrom höher als der Durchschnitt, aber unterhalb einer vorgegebenen Grenze liegt, weist dies auf das Vorhandensein von starken Oberschwingungen oder Eigenfrequenzen hin, was auf ein teilweises Versagen der Kondensatorbatterien hinweisen kann. Ein vordefinierter höherer Strompegel gibt eine durchgebrannte Sicherung oder ein anderes ernsthaftes Problem an.

Das TC012 enthält auch leicht zugängliche Schalter für die lokale Steuerung. Der Lokal/Ferndienungs-Schalter deaktiviert den Fernbetrieb und der Zustand des Schalters wird gemeldet, falls er geändert wird. Eine Verzögerung der lokalen Steuerung gibt dem Bediener Zeit, einen sicheren Abstand zu den Geräten einzunehmen, bevor die Ausgabe geändert wird.

Zukunftspläne

Nach Abschluss der Erstinstallation und Studium der Sensus-Technologie zur Überwachung und Steuerung von Kondensatorbatterien beabsichtigt KCP&L, diese Technologie in anderen Anwendungen zur automatisierten Versorgung einzusetzen – vor allem in den Randgebieten des Versorgungsgebiets. Geplant ist die Automatisierung von Schaltern, Reglern, Reclosern und Fehlerdetektoren sowie die ferngesteuerte Spannungsüberwachung in Zusammenarbeit mit Sensus.

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