COPEL Distribuição S.A. schafft eine vollständige digitale Umgebung zur Entwicklung neuer elektrischer Umspannwerke

Mittel- und Hochspannungs-Umspannwerke in vollständiger BIM-Umgebung

Autor: Eleanore Nguyen-Locke *

Anwendungen von Bentley ermöglichen die Automatisierung des Entwurfs und die Nutzung einer Komponentenbibliothek, wodurch die Entwicklung beschleunigt und Kosten gesenkt wurden

Verbesserung der landesweiten Elektroentwicklung

Seit ihrer Gründung im Jahr 1954 ist COPEL Distribuição S.A. für die Stromverteilung im brasilianischen Bundesstaat Paraná zuständig. Das Unternehmen verfolgt das Ziel, Energie und Lösungen für eine nachhaltige Entwicklung bereitzustellen und mit nachhaltigen, ethischen und innovativen Methoden Wert zu schaffen. Heute verwaltet das Unternehmen mehr als 200.000 Kilometer Stromverteilungsnetze und versorgt über 5,1 Millionen Kunden mit Strom. Schon früher hat COPEL zur Lösung von Problemen und Verbesserung von Prozessen Spitzentechnologien integriert und sich dabei stark auf nachhaltige Praktiken konzentriert.

Im Rahmen dieser Vision beschloss das Unternehmen, für die Modellierung von Mittel- und Hochspannungsumspannwerken auf eine vollständige BIM-Umgebung umzusteigen. Die Einführung digitaler Entwürfe trug zur Verringerung von Nacharbeiten, Senkung von Materialkosten und Entwicklung anspruchsvollerer Projekte bei. „Die Projektumsetzung mithilfe der Gebäudedatenmodellierung (BIM) verringerte auch Abfälle, die bei mit einfacher CAD-Software entwickelten Projekten häufig anfallen“, erklärte Jean Michell de Bona Mattos, Substation Electromechanical Designer bei COPEL.

Eine Lösung für mehrere Prozesse

Das Unternehmen war bestrebt, mit seiner digitalen Initiative alle Aspekte des Umspannwerkentwurfs abzudecken und bautechnische, elektromechanische und elektrotechnische Prozesse zu integrieren. Darüber hinaus war es für COPEL notwendig, ein digitales Dokumentenmanagement aufzubauen. Denn ein digitaler Entwurf allein ohne einen einfachen Zugang zu den benötigten Informationen würde nicht erfolgreich sein.

„Durch diese Art der Modellierung, die sich auf die Integration von Informationen und Prozessen konzentriert, strebt COPEL eine Optimierung der Verwaltung seiner projektierten Anlagen bis zu deren vollständigen Abschreibung an, wobei der Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit des Geschäfts, Steigerung der Produktivität und Effizienz der Entwurfs- und Bauteams liegt“, so Michell de Bona Mattos weiter.

Vollständige Integration in andere Tools und Arbeitsabläufe

Damit das Projekt allerdings als wirklicher Erfolg gewertet werden konnte, musste es viel mehr leisten als nur die Umstellung der Entwürfe von 2D auf 3D. „Eine der Anforderungen an das neue System war die automatische Generierung fertiger Ergebnisse wie Materiallisten, Dienste, Kabel und Leitungen.

Es war zudem erforderlich, den physischen Entwurf des Umspannwerks in den jeweiligen elektrischen Entwurf zu integrieren. Um so die Zuverlässigkeit der in unserer Modellierung enthaltenen Informationen zu erhöhen und die Sicherheit der Bauarbeiten zu gewährleisten“, erklärte Michell de Bona Mattos weiter. Schließlich musste die Lösung vollständig in die anderen Tools und Arbeitsabläufe des Unternehmens integriert werden, um zu verhindern, dass seine Methoden von Grund auf neu aufgebaut werden mussten.

COPEL prognostiziert eine jährliche Einsparung von 630.000 USD durch digitale Entwürfe.

Zusammenarbeit in 3D

Nach sorgfältiger Analyse der verfügbaren Software entschied sich COPEL für die Anwendungen von Bentley für ihre BIM-Umstellung. OpenUtilities Substation wurde zum Herzstück der neuen digitalen Lösung des Unternehmens. „Der Hauptgrund für diese Entscheidung war, dass dieses Tool das einzige auf dem Markt war, mit dem der physische Entwurf des Umspannwerks in derselben Software vollständig in den elektrischen Entwurf integriert werden konnte“, so Michell de Bona Mattos. Die Entwurfsteams nutzen diese Anwendungen nun für die Erstellung detaillierter Nachbildungen aller neuen Umspannwerke. So ist sichergestellt, dass Kollisionen und Konflikte vor dem Bau gelöst werden.

Das Unternehmen kombinierte Entwurfsanwendungen von Bentley mit ProjectWise, um so eine integrierte Modellierungsumgebung zu schaffen. Jetzt können alle Projektteams die technischen Dokumentationen von COPEL einsehen. Entwurfs-, Bau-, Betriebs- und Wartungsteams können so jederzeit benötigte Dokumente ganz einfach nachverfolgen. Eine einheitliche Umgebung unterstützt die Teams bei der Überprüfung und Beseitigung von Fehlern und der Entwicklung von Methoden für die Automatisierung verschiedener Vorgänge.

Die Entwicklungszeit für elektrische Elemente wurde um 30 % bzw. 195 Arbeitsstunden verkürzt.

Schnellere Umsetzung dank verbesserter Effizienz

Fachleute für Entwurf bei COPEL profitieren jetzt von einer intuitiven Entwurfsumgebung, die durch eine benutzerdefinierte Bibliothek von schnell im Entwurf platzierbaren Anlagen erweitert wurde. Insgesamt konnte die Entwicklungszeit für die mechanischen Elemente des elektrischen Umspannwerks um 50 % bzw. 225 Arbeitsstunden, und die Arbeitszeit für elektrische Elemente um 30 % bzw. 195 Arbeitsstunden verkürzt werden.

„Wenn man alle bisher messbaren Gewinne zusammenrechnet, kann das Unternehmen allein bei der Projektdurchführung grob geschätzt jährlich etwa 630.000 USD einsparen“, sagte Michell de Bona Mattos abschließend. Durch die erhebliche Zeiteinsparung kann COPEL Elektroprojekte schneller und mit weniger Material- und Kostenaufwand abwickeln.

Präzisere Entwürfe durch Echtzeit

Zudem sind die Entwürfe präziser geworden, weil die Entwurfsumgebung Informationen aus bautechnischen, elektrischen und elektromechanischen Entwürfen in Echtzeit querverweist und gleichzeitig Fehler durch manuelle Eingaben minimiert. Diese Verbesserungen beugen einem unnötigen Ressourcenverbrauch vor und resultieren in noch nachhaltigeren Entwürfen. Und weil jeder der digitalen Entwürfe Wartungs- und Betriebsinformationen enthält, kann COPEL diese zur Verbesserung seiner Anlagenverwaltung verwenden.

Die Arbeit in einer gemeinsamen digitalen Plattform mit parametrischer Funktionalität straffte die Arbeitsabläufe und begünstigte die Wiederholbarkeit von Entwurf und Bau, wodurch 13.600 Stunden und mehr als 3,7 Mio. GBP an Gesamtkosten eingespart werden konnten. Einschließlich beeindruckender Einsparungen von 632.800 GBP allein durch die Wiederverwendung standardisierter Entwurfskomponenten. „Diese Einsparungen bedeuten, dass Mott MacDonald Bentley mehr P-Schemata mit weniger Ressourcen umsetzen kann. Davon profitieren nicht nur Mott MacDonald Bentley, sondern auch die Kunden, die Umwelt und die lokalen Gemeinden, weil der Zustand von mehr Wasserläufen in Großbritannien schneller verbessert wird“, so Khurana. In Anbetracht der Tatsache, dass der gesamte Wassersektor mit Problemen hinsichtlich der Erschwinglichkeit und des Ressourcenmangels zu kämpfen hat, konnte Mott MacDonald Bentley nicht nur Kosteneinsparungen und Rentabilität aufzeigen, sondern auch dazu beitragen, die Lücke bei den Fachkompetenzen der Branche zu schließen.

* Die Autorin …

Bild: © Bentley Systems

… Eleanore Nguyen-Locke ist Expertin für Industriemarketing bei Bentley Systems. In dieser Funktion ist sie für alle Marketingaktivitäten im Zusammenhang mit dem Lösungsportfolio von Bentley im Bereich der Energieversorgung zuständig. Eleanore verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung im Bereich Marketing von Technologiesoftware und -hardware und hat einen Bachelorabschluss in Betriebswirtschaft mit Nebenfach Marketing von der California State University in Fullerton. Sie ist unter eleanore.nlocke@bentley.com erreichbar.