Intelligente Steuerungstechnik für steirisches KW-Trio

Autor: Roland Gruber , 27.02.2015

Das leistungsstärkste Wasserkraftwerk der Steiermark befindet sich in der Gemeinde Hieflau im Gesäuse. Das Verbund Kraftwerk Hieflau aus den 1950er Jahren beherbergt nicht nur die..

..drei Maschinensätze mit einer Engpassleistung von 63 MW, sondern auch die Schaltzentrale, von der aus die anderen Verbund Kraftwerke an der mittleren Enns gesteuert werden. Dazu zählen unter anderen die drei Kraftwerke Erzbach, Ramsaubach und das Wehrkraftwerk Altenmarkt, die erst vor kurzem mit einer nagelneuen Automations- und prozessnahen Leittechnik ausgerüstet wurden. Realisiert wurde dieser Modernisierungsschub von der Firma Rittmeyer Wien, die im Bereich der Steuerungstechnik sowohl bei kleineren als auch bei größeren Wasserkraftanlagen viel Erfahrung und Know-how mitbringt.

Das Gesäuse gilt nicht nur als Anziehungspunkt für Naturliebhaber und Wanderfreudige, es beherbergt auch eines der größten Wasserkraftpotenziale der Steiermark. In dem vergleichsweise kurzen Abschnitt von etwa 16 km überwindet die Enns ein Gefälle von rund 150 Metern. Nahe liegend, dass man hier schon sehr früh die Wasserkraftnutzung forcierte. Bereits in den 1950er Jahren wurde das Kraftwerk Hieflau gebaut, das der Betreiber – Verbund – von 2007 bis 2013 ausgebaut und modernisiert hat. Mit einem Regelarbeitsvermögen von 388 GWh gilt es als das leistungsstärkste Kraftwerk der Steiermark. Darüber hinaus stellt das Kraftwerk auch den leittechnischen Knotenpunkt für die weiteren Verbund Kraftwerke an der mittleren Enns dar. Von der Schaltzentrale aus werden die anderen Kraftwerke gesteuert, die bis vor kurzem allerdings noch nicht alle am steuerungstechnischen Letztstand waren. Speziell die drei Anlagen Erzbach, Ramsaubach und Altenmarkt waren bis vor zwei Jahren noch mit Relaistechnik und veralteter Automationstechnik in Betrieb. Ihre Modernisierung und ihre Integration ins übergeordnete Leitsystem wurde an die Firma Rittmeyer Wien vergeben. Von 2012 bis Herbst letzten Jahres wurden die drei Kraftwerke mit einem komplett neuen „Nervensystem“ ausgestattet.

Eine Steuerung für unterschiedliche Komponenten
Nicht viel jünger als das Kraftwerk Hieflau ist das 1960 in Betrieb genommene Kraftwerk Altenmarkt, das ebenfalls das Wasser der Enns nutzt. Der originale Maschinensatz besteht aus einer vertikalen Voith-Francisturbine mit einem horizontalen Generator, ein Maschinensatz, der jährlich im Schnitt rund 158,9 GWh erzeugt. Bedeutend kleiner präsentieren sich die beiden anderen Kraftwerke Eisenerz und Ramsaubach. Während im KW Ramsaubach eine Peltonturbine aus dem Hause Andritz für eine Jahreserzeugung von rund 4,1 GWh sorgt, sind im KW Eisenerz zwei Francis-Turbinen vom Fabrikat Kössler installiert, die im Durchschnittsjahr rund 6,4 GWh sauberen Strom ans Netz liefern.

Jedes der drei Kraftwerke sollte nun eine individuell angepasste Automations- und Steuerungstechnik bekommen. Darüber hinaus waren die Techniker von Rittmeyer mit der Herausforderung konfrontiert, eine einheitliche Leittechnik für die so unterschiedlichen Anlagen zu implementieren, um sie nahtlos in das übergeordnete Leitsystem des Verbund integrieren zu können. Das Ziel dabei: einen höchst effizienten und zugleich wartungsarmen Betrieb sicher zu stellen.

System mit hoher Redundanz
Die maßgebliche Fragestellung für die Entwicklung der neuen Steuerung lautete für die Techniker: Welche Signale müssen erfasst, welche ausgegeben werden und welche Funktionen stecken dahinter? Aus diesem Grund wurde an den beiden kleineren Hochdruckkraftwerken die Durchflussregelung erneuert, indem man das von Rittmeyer entwickelte Stellungsmesssystem RIPOS installierte. Die im RIPOS generierten Messsignale werden in der ebenfalls neu implementierten Prozessstation RIFLEX M1 eingelesen und daraus der exakte Durchfluss ermittelt. Jedes der Kraftwerke wurde mit einem eigenen Kraftwerksleitsystem – dem ebenfalls im Hause Rittmeyer entwickelten – RITOP ausgeführt. Dieses fungiert quasi als redundantes Leitsystem, das die Steuerung des Kraftwerks in jenen Ausnahmefällen übernimmt, in denen das übergeordnete Leitsystem des VERBUND ausfällt oder nicht zur Verfügung steht. Dieses Konzept trägt wesentlich zum sicheren Betrieb der Anlagen bei.

Alle Parameter auf einen Blick
Das Rezept für eine erfolgreiche Projektumsetzung steht bei Rittmeyer auf zwei Säulen. Zum einen setzt man auf eine umsichtige Projektplanung und eine gute Organisation. Und zum zweiten auf hoch entwickelte Standardlösungen aus dem Schweizer Mutterhaus, die an jedes System und an jede individuelle Anforderung angepasst werden können. Nebst den ausgereiften Lösungen für Wehrsteuerungen kommen auch jene für Maschinensteuerungen und für Wasserhaushaltsautomatiken zum Einsatz.
In der Praxis bedeutet das für die Kraftwerke, die im Zeitraum von Sommer 2012 bis zum Herbst 2013 umgerüstet wurden, dass sie nun nicht nur von der Schaltzentrale Hieflau, sondern auch vom Krafthaus, aber auch von der Wasserfassung aus bedient, überwacht, gesteuert werden können. Die Rittmeyer-Steuerung misst und überwacht dabei eine Vielzahl an Betriebsparametern: angefangen von den Durchflussmengen über Temperaturen und Drücke bis hin zu diversen Ölständen. Selbstredend sind sämtliche erforderlichen Parameter in Echtzeit abfragbar und werden übersichtlich im speziell angepassten Visualisierungssystem dargestellt.

Komfortable Bedienung
Dass eine bedienerfreundliche Visualisierung heute ein unverzichtbarer, ein zentraler Bestandteil eines modernen SCADA-Systems ist, wird von den Software-Entwicklern im Hause Rittmeyer seit vielen Jahren in den Fokus gerückt. Entsprechend positiv fällt das Feedback von jenen aus, die tagtäglich damit arbeiten müssen. „Ich bin im Betrieb noch mit der alten Leittechnik groß geworden. Da habe ich natürlich jeden Knopf und jeden Handgriff gekannt. Trotzdem habe ich mich mit der neuen Steuerung sehr schnell angefreundet. Vor allem ist sie viel komfortabler und bedienerfreundlicher geworden. Und – Informationen, die man sich früher nur mühsam vor Ort besorgen konnte, hat man nun alle kompakt auf dem Bildschirm – und das alles in Echtzeit“, freut sich der Betriebsmeister der Kraftwerke der mittleren Enns, Gerhard Krenn.
Mit dem Einbau der neuen Steuerungstechnik schlagen die drei Kraftwerke im Gesäuse ein weiteres Kapitel ihrer Wasserkrafthistorie auf. Zwar konnte damit nicht unmittelbar eine Erhöhung ihrer Produktion erreicht werden. Doch aufgrund der hochwertigen Komponenten konnte einerseits die Verfügbarkeit, und anderseits die Effizienz aufgrund der besseren Steuerbarkeit positiv beeinflusst werden. Zudem ist das Kraftwerks-Trio damit bereit für alle Anforderungen, die in den nächsten Jahren auf sie zukommen.

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