Interview – Modernisierung Wasserkraftwerk Kahlenberg

Was war der ausschlaggebende Punkt für die Modernisierung der Anlage?

Der ausschlaggebende Punkt war eigentlich, dass wir in den Turbinen alte Regler hatten, die sind von 1988/89 und stammen von der Firma Voith. Diese Regler sind eigentlich das Herzstück der Turbinenanlage, sie regeln die Stellungen von den beiden Stellorganen Leitapparat und Laufrad.

Diese Regler waren nicht mehr reparabel, und immer wieder gingen Bauteile kaputt. Wir bekamen keine Ersatzteile mehr. Somit konnten sie überhaupt nicht mehr repariert oder ersetzt werden, und deshalb mussten die Regler jetzt ausgewechselt werden. Es waren alte, elektromagnetische Regler, die haben wir durch neue, digitale Regler ersetzt. Das ist der Hauptgrund.

Spielte der Umweltschutz auch eine entscheidende Rolle?

Der Umweltschutz spielt hier gar keine Rolle. Eigentlich ging es nur darum, dass die vorhandenen Regler nicht mehr reparabel sind, sie liefen zwar noch, und wir hatten immer noch ein Ersatzteil dazu, aber das Ersatzteil ist dann auch verbraucht, und bei einem kommenden Fehler hätten wir den Regler nicht mehr reparieren können.

Gibt es Fortschritte im Bereich Bedienbarkeit und Automatisierung?

Der erste Punkt war der Austausch der Regler. Punkt 2 ist nun, dass wir  gerade dabei sind, alle unsere Werke zu automatisieren, oder die Automatisierung zu verbessern. Und in dem Zuge wird auch die Digitalisierung im Kraftwerk vorangetrieben. Ein wesentlicher Baustein sind dann auch diese Regler, die wir an  digitale Bussysteme hängen werden. Das heißt, wir werden dort die Automatisierung und die Digitalisierung vorantreiben, und der Regler ist dann auch eine wichtige Komponente.

Welche weiteren Ausbauschritte sind geplant?

Ausbauschritte sind sehr viele geplant, wir wollen die Synchronisierung und die Erregung der Generatoren erneuern. Wir haben ein Laufwasserkraftwerk in Betrieb mit zwei Kaplan-Turbinen, von denen wir gerade reden, die jetzt auch so einen Regler bekommen haben, und einer großen Francis-Turbine, die schon viel älter ist, genauer gesagt von 1926.

Wir sind jetzt dabei, alle drei Turbinen mechanisch zu überholen, das heißt zwei Turbinen haben wir schon komplett überholt, also Turbine 2 und 3, und Turbine 1 wird auch mechanisch komplett überholt. Da werden viele Hilfsaggregate und Hilfskomponenten auf den aktuell neuesten Stand gebracht. Also praktisch alles, was noch rein mechanisch funktioniert hat in der Vergangenheit, und was wir jetzt zukünftig automatisiert betreiben wollen.

So wie z.B. ein Filter, den wir regelmäßig von Hand drehen mussten, dieser wird jetzt über Elektroantrieb gedreht, alle sind mit Sensoriken ausgerüstet, wir wollen viel mehr überwachen und kontrollieren. Und in dem Zuge wollen wir auch die ganzen alten Steuerungen, die noch da sind wie z.B. die Synchronisierungseinrichtung und die Erregereinrichtung von jedem Generator, und diese beiden Turbinenregler eins und zwei auf den aktuellen Stand bringen, digitalisieren und dann zunächst an einen gemeinsamen Feld-Bus, und anschließend über eine Automatisierungsebene an unseren Leitrechner hängen.

Haben die bisherigen Änderungen ihr Ziel erreicht?

Wir haben jetzt mit der Firma Walcher zwei kleine Schritte durchgeführt, und zwar die alten vorhandenen Regler aus Turbine 1 und 2 der Firma Voith auszubauen und dort jeweils einen digitalen Regler von der Firma Walcher einzubauen. Das ist eigentlich nichts anderes als ein kleiner Computer, der modern aufgebaut ist, in dem wir auch viele Funktionalitäten per Programm, per SPS Programm oder per Simatic Programm, programmieren können, was man alles früher nicht konnte. Wir haben ja bisher nur den Regler ersetzt.

Wir wollen noch sehr viel machen. In den nächsten Schritten, die kommen werden, erneuern wir auch den Schutz, ebenso wie die ganzen anderen Komponenten erneuert und automatisiert werden. Was den Regler von der Firma Walcher angeht, da würde ich jetzt erst einmal nichts anderes machen. Das würde ich genauso machen wie jetzt geplant. Wenn die Frage wäre, was ich an der kompletten Anlage anders machen würde, so würde ich sie natürlich heute komplett anders aufbauen. Die Anlagen der Turbine1 und 2  sind 30 Jahre alt, und vor 30 Jahren gab es eben eine andere Automatisierungsebene als jetzt, und vor 30 Jahren war das ganze Werk noch rund um die Uhr besetzt mit einem Mitarbeiter, und entsprechend war die Elektrifizierung auch ausgelegt. Die ganze Anlage wurde zudem mechanisch vor Ort und auch von der Wasserseite aus vor Ort betreut. Heute wird die gesamte Anlage ohne Mitarbeiter aus der Ferne gefahren. Und so ein Kraftwerk ist nicht nur die Turbine, oder die drei Turbinen, sondern ja auch alles was darum herum damit zusammenhängt.

Das heißt oberwasser- und unterwasserseitig gibt es natürlich Rechenanlagen, Reinigungsanlagen, Bandanlagen, Hydraulikanlagen, Fischaufstiegsanlagen, da gibt es ganz viele zusätzliche Anlagen, die man betrachten muss. Das wird alles jetzt von der Ferne gesteuert. Das soll alles später einmal über einen kompletten Automatisierungskopf laufen, und darum sind diese Schritte, die wir jetzt gehen, also Regler austauschen, Schutzaustausch, Synchronisierungsaustausch, Erregungsaustausch, alles wesentliche Komponenten, die hinterher zusammenspielen sollen in einem großen Automatisierungskonzept.

Wie zufrieden waren Sie mit der Arbeit der Firma Walcher?

Eigentlich war alles gut, wir haben keine Kritikpunkte. Wir hatten leichte Probleme mit einem Mitarbeiter, der mit der Elektrifizierung vor Ort nicht zurecht kam, aber das hat sich schnell gelegt. Wir haben einen sehr kompetenten Mitarbeiter kennengelernt, Herrn Völlinger, der sich sehr gut auskennt mit der Automatisierung von Kaplan-Turbinen, mit ihm sind wir sehr zufrieden. Die Unterstützung der Firma Walcher war gut, und wir bereuen es nicht, dass wir mit ihnen diesen Weg gegangen sind und hoffen, auch noch andere Wege mit ihnen gehen zu können bezüglich Synchronisierung und Erregung.

(Die alte Steuerung mit den überholungsbedürftigen alten Turbinenreglern)

(Die neuen integrierten Turbinenregler, welche zusätzliche Funktionen wie Fernbedienbarkeit und automatische Betriebs- und Fehlermeldungen per SMS oder an die Leitzentrale absetzen kann.)

Ergänzung zum Interview vom Lieferanten zu den Umbauarbeiten.

Das Wasserkraftwerk Kahlenberg in Mülheim an der Ruhr ist ein klassischer Fall an Modernisierungsaufgaben für WALCHER, da unsere Firma sich unter anderem auf die Modernisierung bestehender Kraftwerke jedes Alters spezialisiert hat.

Die Vorgehensweise in alten Kraftwerken unterscheidet sich erheblich gegenüber dem Neubau von Kraftwerken, wo alles schön neu geplant werden kann. Bei alten Kraftwerken ist hingegen die erste Bestandsaufnahme bereits in der Kalkulationsphase mit Risiken verbunden. Dies hängt damit zusammen, dass in der Regel die vorhandenen Schaltpläne unvollständig oder auch fehlerhaft sind.

Dies birgt die Gefahr eines deutlichen Mehraufwandes, weil jedes einzelne Kabel, welches zur direkten Steuerung gehört, während des Umbaus in Frage gestellt und somit überprüft werden muss.

Eine falsche Zuordnung der verlegten Kabel kann bei der Neu-Inbetriebsetzung des Kraftwerkes zu erheblichen Schäden führen, weil eventuell alte nicht mehr zu beschaffende elektrische oder elektronische Komponenten zerstört werden können.

Für einen erfolgreichen Umbau sind daher erfahrene, hoch spezialisierte Ingenieure mit langjähriger Betriebserfahrung auf dem Sektor der Automatisierungstechnik für Wasserkraftanlagen erforderlich.

Da WALCHER seit über 50 Jahren erfolgreich Wasserkraftwerke fast aller namhafter Hersteller automatisiert hat, war die Aufgabe für uns wie geschaffen.

Im Kraftwerk Kahlenberg stellte sich relativ schnell heraus, dass die alten Bestandsunterlagen sehr gut geführt waren und daher eine hilfreiche Arbeitsgrundlage für den erfolgreichen Umbau der Steuerung waren. Wenn es einmal klemmte standen die bestens geschulten Kraftwerksbetreuer unterstützend zur Seite.