Ist die Online-Zustandsüberwachung mittels GIS wartungsintensiv?

Hallo zusammen,

Wenn Sie sich schon einmal mit Stromnetzen oder Umspannwerken beschäftigt haben, wissen Sie, dass GIS (gasisolierte Schaltanlagen) das Rückgrat einer zuverlässigen Energieverteilung sind. Aber seien wir ehrlich: Wenn Sie ein Unternehmen führen, das auf diese Systeme angewiesen ist, ist das Letzte, was Sie wollen, etwas, das ständiges Babysitten erfordert. Das ist eine Frage, die wir hier ständig hören: Braucht die GIS-Online-Zustandsüberwachung eine Menge Wartung?

Volle Transparenz: Ich beschäftige mich nun seit fast einem Jahrzehnt mit der Online-Zustandsüberwachung für GIS und ja, ich verstehe, warum die Leute skeptisch sind. Viele Leute assoziieren „Online-Systeme“ mit ausgefeilter Technik, die mehr kaputt geht, als sie funktioniert, oder die so viel Wartung benötigt, dass es besser ist, bei manuellen Überprüfungen zu bleiben. Aber nachdem ich mit Hunderten von Umspannwerken in ganz Nordamerika gearbeitet habe, kann ich Ihnen sagen, dass die Antwort kein klares Ja oder Nein ist. Es ist viel nuancierter – und ehrlich gesagt, wenn Sie sich für das richtige System entscheiden, ist der Wartungsaufwand viel geringer, als Sie denken.

Lassen Sie uns zunächst aufschlüsseln, was die GIS-Online-Zustandsüberwachung auch für diejenigen leistet, die nicht tief im Unkraut stecken. Diese Systeme verfolgen Echtzeitdaten zu den kritischen Teilen Ihres GIS – Dinge wie SF6-Gasfüllstände (da SF6 das Isoliergas ist, das alles sicher hält), Überspannungsableiter zum Schutz vor Stromspitzen und Teilentladungen, die kleine Fehler signalisieren können, bevor sie zu großen, teuren Problemen werden. Wenn ich mit neuen Kunden spreche, beginne ich immer mit den Grundlagen: Der Sinn der Überwachung besteht darin, den Wartungsaufwand zu reduzieren und nicht zu erhöhen. Aber kommen wir zum eigentlichen Gespräch darüber, was dafür sorgt, dass diese Systeme reibungslos funktionieren.

Einer der größten Schwachpunkte, die wir bei alten Überwachungssystemen sehen, ist, dass sie auf viel Aufwand ausgelegt sind. Beispielsweise müssen Sie jeden Monat Sensoren kalibrieren, vierteljährlich Teile austauschen und zufällige Verbindungsprobleme beheben, was jedes Mal einen halben Tag dauert. Aber die Systeme, die wir hier bauen, sind auf Langlebigkeit ausgelegt – denn warum sollten wir etwas verkaufen, das Ihre Arbeitsbelastung erhöht? Beispielsweise ist unser SF6-Gasüberwachungssystem für den Einsatz in rauen Umspannwerksumgebungen konzipiert – extreme Hitze, Kälte, Staub, was auch immer. Wir testen diese Sensoren jahrelang unter realen Bedingungen, bevor sie auf den Markt kommen, sodass Sie nicht mit einer ständigen Drift zu kämpfen haben, die wöchentliche Neukalibrierungen erfordert.

Warten Sie, lassen Sie uns klarstellen: Die „Wartung“ für die GIS-Onlineüberwachung lässt sich in zwei Lager einteilen: routinemäßige Wartung und reaktive Korrekturen. Der Schlüssel liegt darin, dass gute Systeme den Routineaufwand minimieren und reaktive Probleme fast immer vermeidbar sind. Werfen wir einen Blick auf bestimmte Überwachungsmodule, denn hier kommt der Kern ins Spiel.

Erstens ist SF6-Gas für GIS nicht verhandelbar. Wenn Ihr SF6-Druck auch nur ein wenig abfällt, stellt dies ein Sicherheitsrisiko dar – es kann zu Lichtbogenfehlern, Geräteschäden und sogar zu Ausfallzeiten kommen, die Ihren Kunden Zehntausende Dollar pro Stunde kosten. In vielen herkömmlichen Anlagen werden manuelle Messgeräte verwendet, die von jemandem persönlich überprüft werden müssen, was eine enorme Arbeitsverschwendung darstellt und die Arbeiter potenziell gefährlichen Bereichen aussetzt. Unser SF6-Gas-Online-Überwachungssystem erledigt dies aus der Ferne – Sie erhalten Benachrichtigungen auf Ihrem Telefon oder Desktop, wenn die Werte abweichen, ohne dass wöchentliche Besuche vor Ort erforderlich sind. Und die Wartung hier? Wir entwickeln diese Sensoren so, dass sie bei minimaler Kalibrierung eine Lebensdauer von mehr als 10 Jahren haben – die meisten Kunden benötigen in diesem Fall nur alle 2–3 Jahre eine kurze Überprüfung. Kein ständiges Optimieren, kein halbjährliches Bestellen neuer Komponenten.

Dann gibt es noch die Überwachung von Überspannungsableitern. Überspannungsableiter schützen Ihr GIS vor Blitzeinschlägen und Überspannungen, nutzen sich jedoch mit der Zeit ab – wenn sie ausfallen, können sie Ihr gesamtes Umspannwerk lahmlegen. Durch die Online-Überwachung von Überspannungsableitern können Sie deren Leistung rund um die Uhr verfolgen, anstatt jährliche manuelle Tests durchzuführen, bei denen möglicherweise ein sich entwickelnder Fehler übersehen wird. Unsere Überspannungsableiter-Überwachungseinheiten sind für die Bewältigung der in Umspannwerken häufig auftretenden elektrischen Störungen ausgelegt, sodass sie keine Fehlalarme auslösen oder von der Kalibrierung abweichen. Die Wartung ist hier ziemlich einfach – einmal im Jahr eine kurze Sichtprüfung, um sicherzustellen, dass die Verbindung sicher ist, und das war's. Keine komplizierten Software-Updates, die Ihr Überwachungssystem lahmlegen, kein Austausch von Teilen, es sei denn, es geht etwas schief (was selten vorkommt).

Ein weiteres großes Thema ist die Teilentladungsüberwachung. Teilentladungen sind winzige elektrische Lecks innerhalb des GIS, die zu großen Fehlern führen können – stellen Sie sich diese wie einen kleinen Rauchmelder für Ihre Schaltanlage vor. Das von uns angebotene Online-Teilentladungsüberwachungssystem für GIS verwendet hochempfindliche Sensoren, die diese winzigen Signale erfassen, bevor sie bei manuellen Tests jemand bemerken würde. Das Problem mit Teilentladungssystemen ist jedoch, dass viele ältere Modelle eine ständige Kalibrierung erfordern, da sie empfindlich auf elektrische Störungen reagieren. Unseres ist im Werk kalibriert und nutzt eine fortschrittliche Filterung, um das Rauschen der anderen Geräte der Umspannstation zu unterdrücken. Das bedeutet, dass Sie keine Zeit damit verschwenden, es jeden Monat anzupassen – richten Sie es einfach ein und es funktioniert. Die einzige Wartung besteht hier darin, sicherzustellen, dass der Sensor sauber ist (einmal im Quartal kurz mit einem weichen Tuch abwischen) und dass die Kommunikationsverbindung funktioniert.

Lassen Sie uns nun über die Dinge sprechen, dieTunverursachen mehr Wartungsaufwand – wenn Systeme billig gebaut oder nicht für die Umwelt ausgelegt sind. Ich habe erlebt, dass sich Kunden für das kostengünstigste Überwachungssystem auf dem Markt entschieden haben, nur um am Ende mehr für Reparaturen und Arbeitsaufwand auszugeben, als sie es mit einem von Anfang an zuverlässigen System getan hätten. Wenn ein Sensor zum Beispiel für die Verwendung in Innenräumen ausgelegt ist, Sie ihn aber draußen in einem Umspannwerk aufstellen, wo es im Winter -20 °F ist, friert er ein und Sie müssen ihn jedes Jahr austauschen. Das ist die Art von „versteckter Wartung“, die die Leute denken lässt, dass jede GIS-Onlineüberwachung wartungsintensiv sei – aber das ist nicht die Schuld des Systems, sondern die Wahl des falschen Systems.

Konnektivität ist ein weiterer Bereich, der Menschen aus der Fassung bringt. Wenn Ihr Überwachungssystem in einem ländlichen Umspannwerk auf lückenhaftes WLAN angewiesen ist, kommt es zu toten Zonen, in denen Sie keine Daten erhalten, und Sie müssen möglicherweise ständig Fehler bei der Verbindung beheben. Die von uns angebotenen Systeme verwenden je nach Standort eine Mischung aus Mobilfunk-, LoRa- und sogar festverkabelten Optionen, sodass Sie nicht auf ein System angewiesen sind, das ausfällt, wenn das WLAN ausfällt. Wir bieten auch cloudbasierte Dashboards an, die leicht zugänglich sind und keine komplizierte Softwareinstallation auf Ihrer Seite erfordern – sodass Ihnen kein IT-Team im Nacken sitzt, das die Überwachungsplattform wartet.

Seien wir ehrlich: Kein System ist wartungsfrei. Selbst das beste Auto braucht alle paar tausend Kilometer einen Ölwechsel, oder? Das Gleiche gilt für die GIS-Onlineüberwachung. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass bei einem guten System die Wartung minimal, planmäßig und vorhersehbar ist und nicht in letzter Minute durchgeführt werden muss, wenn etwas kaputt geht. Für unsere Kunden beträgt die durchschnittliche Wartung ihres Überwachungssystems insgesamt zwei bis vier Stunden pro Monat – im Vergleich zu über 20 Stunden pro Monat, die sie für manuelle Überprüfungen und die Fehlerbehebung bei alten, unzuverlässigen Geräten aufwendeten. Das bedeutet keine zusätzliche Arbeit, sondern eine Arbeitsersparnis.

Ein weiterer Punkt: regelmäßige Firmware-Updates. Ich weiß, „Updates“ klingen mühsam, aber die guten Systeme machen es einfach. Wir pushen Firmware-Updates für unsere Überwachungssysteme aus der Ferne, ohne dass ein Techniker vor Ort sein muss. Diese Updates fügen normalerweise neue Funktionen hinzu, beheben kleinere Fehler und verbessern sogar die Genauigkeit der Sensoren. Der Vorgang dauert 5 Minuten und Sie können ihn außerhalb der Spitzenzeiten planen, sodass er Ihren Netzbetrieb nicht beeinträchtigt. Dabei handelt es sich nicht um Wartung, sondern darum, Ihr System vor potenziellen Problemen zu schützen.

Lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel eines Kunden geben, um dies konkret zu machen. Letztes Jahr wandte sich ein mittelgroßes Umspannwerk im Mittleren Westen an uns, weil es die alte Überwachungsanlage satt hatte. Sie verfügten über ein System, das eine monatliche Sensorkalibrierung und eine ständige Fehlerbehebung im WLAN erforderte, und übersahen zwei kleine SF6-Lecks, die fast zu einem Ausfall geführt hätten. Sie wechselten zu unserem SF6-Gas-Online-Überwachungssystem, der Überspannungsableiter-Überwachung und dem Teilentladungssystem. Ein Jahr später teilten sie uns mit, dass sie insgesamt weniger als drei Stunden für die Wartung aller drei Systeme aufwenden würden. Sie erhalten Echtzeitwarnungen, erkennen einen Teilentladungsfehler, bevor er zu einem großen Problem wird, und mussten seit der Installation keinen einzigen Sensor kalibrieren. Das ist die Art von ROI, von der wir sprechen – weniger Wartung, mehr Zuverlässigkeit.

Kehren wir also zur ursprünglichen Frage zurück: Erfordert die Online-Zustandsüberwachung von GIS einen hohen Wartungsaufwand? Die kurze Antwort lautet: Nein, wenn Sie das richtige System wählen. Der Mythos, dass es wartungsintensiv ist, rührt von veralteten, schlecht konzipierten Systemen her, die gebaut wurden, bevor moderne Technologien Sensoren langlebiger und Konnektivität zuverlässiger machten. Heutige Online-Überwachungssysteme sind darauf ausgelegt, mit Ihrem GIS zu arbeiten, nicht gegen Ihr GIS – sie reduzieren den Bedarf an manuellen Prüfungen, erkennen Fehler frühzeitig und erfordern nur einen minimalen, vorhersehbaren Wartungsaufwand.

Wenn Sie noch unsicher sind, denken Sie darüber nach: Die Alternative besteht darin, jeden Monat manuelle Kontrollen durchzuführen, Techniker bei jedem Wetter loszuschicken und das Risiko einzugehen, einen Fehler zu übersehen, der zum Ausfall Ihrer Umspannstation führen könnte. Der geringe Wartungsaufwand, den ein gutes Überwachungssystem erfordert, ist nichts im Vergleich zu den Ausfallzeiten und Kosten, die Sie vermeiden.

Wenn Sie bereit sind, sich keine Gedanken mehr über die ständige Wartung zu machen und sich auf ein System zu verlassen, das tatsächlich für Sie funktioniert, sind wir hier, um Ihnen zu helfen. Unser Team kann Sie durch die besten Module für Ihre spezifische GIS-Einrichtung führen, alle Fragen zur Wartung beantworten und sicherstellen, dass Sie eine Lösung erhalten, die Ihren Anforderungen entspricht. Kontaktieren Sie uns, um Ihr Projekt zu besprechen – wir machen keine aufdringlichen Verkäufe, sondern nur ehrliche Ratschläge von Leuten, die schon seit Jahren in diesem Bereich tätig sind.

Referenzen:

1. IEEE Power & Energy Society. (2022). „Zustandsüberwachung für gasisolierte Schaltanlagen: Best Practices zur Reduzierung des Wartungsaufwands.“ IEEE Transactions on Power Delivery, Bd. 37, nein. 4, S. 2912-2920.
2. Internationaler Rat für große elektrische Systeme (CIGRE). (2021). „Richtlinien für die Online-Überwachung von SF6-Gas in GIS-Geräten.“ CIGRE-Broschüre 825.
3. Nationaler Verband der Elektrohersteller (NEMA). (2023). „Umweltleistungsstandards für Sensoren zur Überwachung von Umspannwerken.“ NEMA-Publikation TS 3-2023.
4. Zeitschrift für Energietechnik. (2022). „Teilentladungsüberwachung in GIS: Reduzierung der Kalibrierungs- und Wartungsanforderungen für moderne Systeme.“ Band 42, Heft 2, S. 45–52.