Vannkraftverk modernisering av elektro og automasjonssystemer

Eldre vannkraftanlegg krever omfattende teknisk oppgradering for å håndtere slitasje og økte krav til nettstabilitet uten at kritisk energiproduksjon avbrytes. Statkraft Energi AS har tildelt Voith oppdraget med å modernisere Sima vannkraftverk i Vestland fylke. Prosjektet omfatter utskifting av anleggets styrings- og elkraftsystemer for å forlenge stasjonens levetid og sikre høy anleggstilgjengelighet under kontinuerlig drift.

Trinnvis integrasjon under aktiv kraftstasjonsdrift
Sima kraftverk ble satt i drift i 1980 og utgjør Norges nest største vannkraftstasjon målt i installert kapasitet. Anlegget har en samlet ytelse på 1 120 MW fordelt på to separate vannveier og fire produksjonsaggregater, med en midlere årsproduksjon på cirka 3 100 GWh fornybar elektrisitet.

Hovedutfordringen ved prosjektet ligger i å integrere nye automasjons- og kraftelektronikkomponenter i eksisterende bygningsmessig og elektrisk infrastruktur uten at anlegget må kobles fra transmisjonsnettet over lengre perioder. Uforutsette stanser i storskala vannkraftverk medfører store inntektstap og utfordrer den regionale forsyningssikkerheten. Voith har ansvaret for en trinnvis ombygging der aggregater oppgraderes sekvensielt. Denne metodikken sikrer at gjenværende aggregater opprettholder normal produksjon og reguleringsevne mens kontroll- og vernsystemer fornyes.

Leveranseomfang for automasjons- og høyspentutstyr
Moderniseringen omfatter utskifting av hele anleggets kontrollsystem, inkludert proprietær programvare for prosesskontroll og anleggsovervåking. Voith leverer anleggets nye elektriske beskyttelsessystemer (relévern), styringsautomasjon og hjelpesystemer for stasjonsforsyning.

Kontrakten inkluderer også nye vekselstrøms- og likestrømsfordelinger (AC/DC-systemer) samt mellomspenningskomponenter og kabling for intern distribusjon. Relévernet konfigureres for rask feilfrakobling og selektivitet for å beskytte generatorer og transformatorer mot kortslutninger, jordfeil og overspenninger. Kristin Lindvik, kraftverksjef i Statkraft, påpeker at målet er å forlenge anleggets levetid på en bærekraftig måte, der gjennomføringen må skje sikkert og med minimal forstyrrelse av den daglige kraftproduksjonen.

Ytelsesforbedring og risikoreduksjon
Utskiftingen av utdaterte elektromekaniske og tidlige digitale styringskomponenter fjerner risikoen for komponentfeil forårsaket av termisk og operasjonell aldring. Moderne digitale kontroll- og overvåkingssystemer gir driftsoperatørene sanntidsdata for tilstandsovervåking av lagre, viklingstemperaturer og trykkforhold i turbinene. Dette muliggjør overgang til tilstandsbasert vedlikehold, noe som reduserer hyppigheten av uforutsette driftsavbrudd og forlenger levetiden til stasjonens mekaniske hovedkomponenter.

Tilleggskontekst:
Denne delen inneholder tekniske spesifikasjoner og konkurransemessig ytelsessammenligning som ikke inngikk i den opprinnelige produktkunngjøringen.

Teknologiske oppgraderinger av kontrollsystemer i vannkraftverk av denne skalaen baserer seg i økende grad på internasjonale industristandarder som IEC 61850 for stasjonsautomatisering og kommunikasjon. Sammenlignet med eldre, hardkablede kobberforbindelser mellom kontrollrom, sensorer og transformatorfelt, reduserer standardiserte optiske Ethernet-busser (som GOOSE-meldinger) behovet for fysisk kabling med over 70 prosent og kutter installasjonstiden betraktelig.

I markedet for rehabilitering av storskala vannkraftanlegg konkurrerer Voith Hydro primært med leverandører som Andritz Hydro og GE Vernova. Mens konvensjonelle kontrollsystemer fra forrige generasjon benyttet proprietære feltbusser med begrenset diagnostikk, tilbyr moderne kontrollplattformer avanserte algoritmer for turtalls- og pådragsregulering som oppfyller strenge krav til primær- og sekundærreserve (FCR og aFRR) i det nordiske synkronområdet. Etablerte bransjestandarder krever at nye vern- og reguleringssystemer har en responstid under 50 millisekunder for å motvirke frekvensavvik i nettet, noe som gjør integrasjonen av høyoppløselige kontrollenheter avgjørende ved oppgradering av eldre anlegg som Sima.

Redigert av Natania Lyngdoh, redaktør i Induportals, med hjelp fra KI.

www.voith.com