Kleine Ursache, große Wirkung

Inspektion Generatorableitung Pumpspeicherkraftwerk Kaprun 

Kunde:

Verbund Hydro Power AG

Zeitraum:

2019

Zusammenfassung

Was macht das schon, wenn auf einigen Isolierstützen an der Generatorableitung eines Kraftwerks eine Staubschicht liegt? Nun ja, es können Teilentladungen entstehen, das Material wird beschädigt, die Stützen isolieren nicht mehr. Am Ende gibt es einen Überschlag, und die Anlage steht still. Solche oder weitere Schwachstellen zu erkennen, ist der Sinn von gründlichen Inspektionen – wie zum Beispiel im Pumpspeicherkraftwerk Limberg 2 in Kaprun. Die Empfehlung der UAS-Experten: Regelmäßige Kontrollen und auch geringe Auffälligkeiten beseitigen, bevor sie zu Problemen führen.

Key Facts

15

Kilovolt

Betriebsspannung

11,235

Kiloampere

Betriebsstrom

1.600

Meter

über dem Meeresspiegel

„Die Abwicklung der Inspektion inklusive Dokumentation ging sehr professionell über die Bühne, und die festgestellten kleineren Verbesserungs- beziehungsweise Adaptierungsvorschläge werden im Zuge der nächsten geplanten Anlagenstillstände umgesetzt.“
Gerhard Aigner
Betriebsingenieur für die elektrotechnischen Anlagen der Werksgruppe Kaprun/Salzach
Inspektion der Generatorableitung im Pumpspeicherkraftwerk Limberg 2 in Kaprun
Oliver Fritsche (links) und Marcel Plaumann inspizierten in den österreichischen Alpen die Generator-Ableitung des Pumpspeicherkraftwerks Limberg 2 in Kaprun
Generatorableitung Instandhaltung Kaprun
UAS-Experten Fritsche (l.) und Plaumann am Bremstrenner mit seinen zahlreichen beweglichen Teilen und elektrischen Anschlüssen
Schwachstelle: ungesicherte Spannbänder an Anschlussmanschetten
Schwachstelle: ungesicherte Spannbänder an Anschlussmanschetten
Am Generatoranschluss kommt es auf möglichst geringe elektrische Übergangswiderstände an
Am Generatoranschluss kommt es auf möglichst geringe elektrische Übergangswiderstände an

Komplette Projekt-Story

„Kleine Ursache, große Wirkung“ – diese Erkenntnis zieht sich wie ein roter Faden durch jede Inspektion von Energieanlagen. Entsprechend akribisch gehen die Experten von Uniper Anlagenservice vor. Das gilt auch für Generatorableitungen. Denn der Weg vom Generator zum Maschinen- Transformator ist in diesem Fall gespickt mit vielen Details – Begrenzungsdrosseln, Bremstrenner, Generatorschalter, Isolierstützen und einige mehr. Und überall kommt es auf die möglichst verlustarme und sichere Übertragung des erzeugten Stroms an. 

Beispielsweise im Pumpspeicherkraftwerk Limberg 2 im österreichischen Kaprun: Oliver Fritsche und Marcel Plaumann waren im März dorthin gefahren, um innerhalb einer Woche die Generatorableitungen zu inspizieren. Den Auftrag dazu hatte Projektleiter Fritsche nach seiner regelmäßigen Tour durch die Alpenrepublik bekommen. „Ich bin ein Österreich-Fan“, bekennt er. „Jeden Winter durchquere ich das Land und stelle die Leistungen von Uniper Anlagenservice vor. In Kaprun hatte ich zum ersten Mal Kontakt, und wie es der Zufall wollte, stand in Limberg 2 ein geplanter Stillstand bevor. Da bot sich eine Inspektion an.“ Also stellte er das UAS-Portfolio beim Betreiber Verbund Hydro Power vor, und die Bestellung zur Inspektion der Ableitungen an zwei 240-Megawatt-Generatoren folgte auf dem Fuß.

Kraftwerk mitten im Berg

Das Kraftwerk Limberg 2 wurde 2011 in Betrieb genommen, es liegt in den Hohen Tauern im Salzburger Land auf rund 1.600 Metern Seehöhe. Zwei vertikal installierte Francis-Pumpturbinen werden durch das vom Stausee Mooserboden einströmende Wasser angetrieben und übertragen ihre Energie auf die Generatoren. „Die ganze Anlage ist komplett in einer Kaverne im Berg untergebracht, und die spektakuläre Anfahrt erfolgt durch einen circa 5,5 km langen und steilen Zufahrtstunnel durch den Berg“,sagt Oliver Fritsche. Die Generator- Ableitungen – von außen sichtbar sind zweimal drei Aluminiumröhren (je Phase eine Röhre) – ziehen sich waagerecht durch den Berg mit einer Betriebsspannung von 15 Kilovolt und einem Betriebsstrom von 11,235 Kiloampere.

„Grundsätzlich ist die Anlage in einem guten, dem Alter angemessenen Zustand“, fasst der Projektleiter das Ergebnis der Inspektion zusammen. Aber bei einigen Details entdeckten die UAS-Experten kleine Mängel, die bei Nichtbehebung größere Schäden verursachen könnten. So fanden Fritsche und Plaumann bei allen Hochstromverbindungen lediglich eine Spannscheibe je Schraubverbindung vor, noch dazu ferromagnetisch. Um den Anpressdruck sicher und ausreichend zu halten, sind bei UAS zwei Scheiben Standard. Und magnetisches Material birgt die Gefahr, dass es sich wegen in der Ableitung entstehender sehr hoher Feldstärken zu stark erhitzt. „Das kann langfristig fatale Auswirkungen haben, und dann steht die ganze  Anlage still“, bemerkt Fritsche.

Risiko bei den Spannbändern: Sie befestigen unter anderem die Anschlussmanschetten für den luftdichten Abschluss der Ableitung zum Generator, den Transformatoren und auch die Abschlüsse der verschiedenen Brandschutzabschnitte. Die verwendeten Schellen-Schraubschlaufen als Spannbänder haben den Nachteil, sich beim Überdrehen der Schraubschlösser auffächern und lösen zu können. Im schlimmsten Fall kommt es dann zu einem Kontakt zwischen dem Aktivleiter und der Ableitungshülle. „Ein Überschlag mit Lichtbogen und ein möglicher Ausfall der Anlage ist die Folge“, erklärt der Projektleiter. Auch hier gibt es eine einfache Lösung: „Wir empfehlen, die Spannbänder mittels verklebter Glasgewebebänder zu sichern.“

Fremdkörperkontrolle

Bei stichprobenartigen Demontagen von flexiblen Hochstrombändern fanden die UAS-Experten angelaufene elektrische Kontaktflächen. „Überhitzung führt zu einer typischen Verfärbung. Mit einem speziellen Multimetallschaum wie Ecocontact kann man dieses Problem dauerhaft beseitigen“, sagt Fritsche. Weitere Inspektionen entlang der Generator-Ableitung führten zu kleinen Beanstandungen, die überwiegende Mehrheit blieb aber ohne Befund – auch die obligatorische „Fremdkörperkontrolle“: „Es wird, wenn auch selten, schon einmal beim Neubau oder bei Reparaturen etwas in der Anlage vergessen. Werkzeuge, Putzlappen, sogar Tierkadaver haben wir innerhalb von Ableitungen schon mal gefunden. In Kaprun war aber alles in Ordnung.“

Die Liste der Maßnahmen, die dringlich sind, und derjenigen, die mittel- bis langfristig erledigt werden sollten, fällt beim Kraftwerk Limberg 2 übersichtlich aus. Aber einiges ist doch zusammengekommen: „Der Betreiber hat uns deshalb gebeten zu kalkulieren, welcher Aufwand betrieben werden muss, um die Mängel zu beseitigen“, sagt Oliver Fritsche.

Schon möglich, dass er dann bei seiner nächsten Tour durch Österreich wieder auf 1.600 Metern Seehöhe in den Hohen Tauern Station macht.

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