DE102004022719B4

DE102004022719B4 - Datengewinnungsverfahren zur Qualitätsbewertung von Elektroenergie

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Publication number: DE102004022719B4
Application number: DE102004022719A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Stade; Paul Wey
Original assignee: Stade Dietrich Prof Dr; Wey Paul Dipl-Ing
Current assignee: Stade Dietrich Prof Dr; Wey Paul Dipl-Ing
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2024-05-08
Also published as: DE102004022719A1

Abstract

Verfahren zur Gewinnung von für die Qualität der elektrischen Energie eines Versorgungsnetzes (2) relevanten Informationen mittels Spannungs- und Stromwandlern (8, 10) zum Erfassen der momentanen Ströme und Spannungen an einem Erfassungspunkt (Pj), A/D-Wandlern (12) zur Aufbereitung der erfassten Spannungen (Uxz(t)j) und Strömen (Ix(t)j), auf Mikrocomputer und Speicherbausteine basierenden Funktionsgruppen (14, 16, 18) zur Erzeugung, Analyse, Bewertung und kurzzeitlichen sowie langzeitlichen Speicherung von aus den erfassten momentanen Spannungen (Uxz(t)j) und Strömen (Ix(t)j) erzeugten Kennwerten von qualitätsrelevanten abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j) sowie zur Ausgabe von Daten,
– wobei durch periodische Abfrage aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j) ausgewählter erster Kenngrößen (K1(m1)j) beim Übertreten zugehöriger Grenzwerte erste Ereignisdaten (De1j), die kenngrößen- und grenzwertbezogene Daten über Zeitpunkt und -dauer der ersten Ereignisse enthalten, erzeugt und klassiert nach Zeitdauer sowie Höhe der Grenzwertüber- bzw. Grenzwertunterschreitung in kenngrößenbezogene Register auslesbar eingezählt werden,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die ersten Ereignisdaten (De1j) an übergeordnete Speicher-...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von für die Qualität der elektrischen Energie eines Versorgungsnetzes relevanten Informationen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Im Zuge der Deregulierung der Elektroenergiewirtschaft ergeben sich geänderte wirtschaftliche Rahmenbedingungen für Energieversorger und Netzbetreiber. Überdies gewinnen störende Faktoren außerhalb und innerhalb des jeweiligen Versorgungsnetzes zunehmend Einfluss. Neben der Versorgungszuverlässigkeit, d.h. der Verfügbarkeit der Elektroenergie, nimmt die Qualität der Elektroenergie eine zunehmende Rolle innerhalb der Versorgungsqualität ein, da Mängel in der Elektroenergiequalität nicht selten erhebliche negative Auswirkungen auf technologische Vorgänge, Produkteigenschaften sowie die Personen- und Anlagensicherheit ausüben. Dazu sind nicht nur die Einflüsse der Elektroenergiequalität aus dem öffentlichen Netz auf das Kundennetz, sondern auch die Wechselwirkungen des Kundennetzes mit dem öffentlichen Netz als auch die Einflüsse der beim Kunden lokal hervorgerufenen Qualitätsprobleme auf andere Stellen im Kundennetz zu berücksichtigen.

Als Norm mit Bezug zu Fragen der Elektrizitätsversorgungsqualität ist die Europanorm EN 50160; 1994 „Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen" zu erwähnen. Von dieser Norm werden allerdings Belange nicht öffentlicher Netze, in denen die Wechselwirkungen zwischen Netzaufbau, technologischen Prozessen und abnehmerseitigen Verbrauchern die Grenzwerte elektrischer Energiequalitätskenngrößen bestimmen, nicht betrachtet. Hier werden zwischen Energieversorger und Energieabnehmer zur Gewährleistung stabiler, störungsfreier und qualitätsorientierter Produktionsprozesse abnehmerbezogene Energiequalitäten mit angepassten Verrechnungstarifen vereinbart. Die Einführung differenzierter Qualitätsstufen erfordert eine entsprechende Überwachung durch geeignete Messsysteme.

Aus der Druckschrift DD 275 321 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Analyse und Registrierung von transienten Spannungsschwankungen an einem Erfassungspunkt bekannt. Nach dem Verfahren erfolgt bei Über- bzw. Unterschreitung vorgegebener Intervalle von verschiedenartigen Kenngrößen der Spannungsschwankung, vorzugsweise Betrag und Zeitdauer, eine Klassierung und eine daraus abgeleitete determinierte Registrierung der Schwankung als Ereignis. Die Anordnung enthält einen Ereigniszählermodul, in dem eine vorgegebene Anzahl von Ereigniszählern zweidimensional, matrixförmig angeordnet ist. Die Ereigniszähler sind über eine Verknüpfungslogik eineindeutig den vorgegebenen Intervallen zweier verschiedener Klassifikatoren zugeordnet sind, wobei eine Koordinate des entsprechenden Ereigniszählers in der Ereigniszählermatrix durch ein Spannungsklassiermodul und die zweite Koordinate durch den Zeitklassiermodul bestimmt wird. Die transienten Spannungsschwankungen werden durch Messgrößenaufbereiter und A/D-Wandler erfasst. Die klassierten Ereignisse werden über ein Anzeigemodul sichtbar gemacht und über ein Ausgabemodul einer externen Speicherung zugeführt. Die vorgeschlagene Lösung gestattet anhand der klassierten Ereignisse einen eingeschränkten Rückschluss auf die Qualität der gelieferten Elektroenergie an dem Erfassungspunkt. Aufgrund der zunehmenden Komplexität der Elektrizitätsversorgung hat die erforderliche Anzahl der zu überwachenden Kenngrößen und der zu erfassenden Zeitpunkte erheblich zugenommen, sodass die bekannte Lösung rasch an ihre Grenzen stößt.

Mit H. Gampenrieder „Überwachung von Netzparametern in der Spannungsversorgung" aus etz 123 (2002) Heft 11/12, Seite 28, 31–33 wird ein Netzanalyse-Messgerät zur Überwachung der Spannungsqualität gelieferter Elektroenergie nach der oben bezeichneten Norm beschrieben. Aus den über Strom- und Spannungsmesswandlern erfassten Werten am Übergabepunkt an den Verbraucher werden über programmgesteuerte Messfunktionen qualitätsrelevante Kenngrößen erzeugt. Die gebildeten Kenngrößen sind transiente Überspannungen, Spannungsunterschreitung, -überschreitung und -unterbrechung, Frequenzabweichung, Spannungs- und Stromeffektivwerte sowie deren Minimal-, Maximal- und Durchschnittswerte, Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Leistungsfaktor, Spannungs- und Stromsymmetrie in Phase und Amplitude, harmonische Oberschwingungen von Spannung, Strom und Leistung, interharmonische Schwingungen für Strom und Spannung, Phasenwinkel der harmonischen Oberschwingungen von Spannung und Strom sowie gesamter Störfaktor der harmonischen und interharmonischen Oberschwingungen von Spannung und Strom und Kurzzeit- sowie Langzeitflicker. Die genannten Kenngrößen werden in vorgegebenen Zeitabständen bewertet. Auf einem Farbmonitor werden Strom- und Spannungsschwingungen grafisch und numerisch dargestellt. Bei Über- und Unterschreiten von voreingestellten Grenzwerten durch die vorstehend genannten Kenngrößen erfolgen Ereignismeldungen ODER-verknüpft mit den eingestellten Grenzwerten und werden bei jedem eintreffenden und austretenden Ereignis mit Datum und Uhrzeit versehen. Der geräteinterne Speicher kann Daten aus Langzeitmessungen bis zu einem Monat aufzeichnen und speichern. Über entsprechende Schnittstellen und eine HTTP-Server-Funktion ist das Gerät für die Fernüberwachung und -steuerung geeignet. Durch die Vielzahl der zu überwachenden Parameter wird eine erhebliche Datenmenge erzeugt, die durch die nachfolgende statistische Auswertung der Tages- und Wochenintervalle im Sinne der EN 50160 mit Dauerüberwachung der Intervallwerte erneut gesteigert wird. Mit diesem Netzanalyse-Gerät wird eine enorme Datenmenge geliefert, die eine beträchtliche Übertragungs- sowie Speicherkapazität benötigt und deren Auswertung einen hohen Sachverstand sowie große fachliche Erfahrung erfordert. Auftretende Qualitätsstörungen – gleichgültig ob durch den Versorger, den Betreiber des öffentlichen Netzes oder den Kunden verursacht – sind wegen der Fülle der angebotenen Informatio nen nicht selten erst nach beträchtlicher Zeit vom auswertenden Personal auszumachen. Dadurch können sich Auswahl und Einleitung geeigneter Gegenmaßnahmen in einem Maße verzögern, das beim Kunden und nicht selten auch beim Netzbetreiber oder Versorger zu erheblichen technischen und/oder wirtschaftlichen nachteiligen Auswirkungen führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch kontinuierliche Überwachung des elektrischen Netzes und/oder von Verbrauchern verbesserte Informationen im Sinne einer vorausschauenden Erkennung und schnellen Beseitigung von Qualitätsstörungen bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu entnehmen sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine Vielzahl verschiedener Kenngrößen aus den momentanen Spannungen und Strömen am Erfassungspunkt mittels programmierbarer mikroelektronischer Mittel erfasst und in kurzen regelmäßigen Abständen in Bezug auf kenngrößenspezifische Grenzwerte überwacht. Die Erfassung erfolgt mikrocomputerunterstützt nach bekannten Algorithmen, wie Mittelwertbildung und schnelle Fourier-Transformation. Die Kennwerte der Kenngrößen werden jedoch nicht mit deren Abfragerhythmus an übergeordnete Speicher- und Verarbeitungseinrichtungen (im Folgenden mit üSVEn bezeichnet) übertragen. Dagegen werden beim Auftreten qualitätskritischerer Ereignisse, d.h. beim Verlassen mittels qualitätsrelevanter Grenzwerte festgelegter Wertebereiche durch ausgewählte Kenngrößen, zeitnah kenngrößen- und grenzwertbezogene Daten an die üSVEn übermittelt. Erfindungsgemäß werden aus allen abgeleiteten Kenngrößen eine erste Gruppe von ersten Kenngrößen und eine zweite Gruppe von zweiten Kenngrößen hinsichtlich kenngrößenspezifischer Grenzwerte überwacht. Das Übertreten der zugehörigen Grenzwerte durch die ersten bzw. zweiten Kenngrößen führt zu ersten bzw. zweiten Ereignissen mit der Folge, dass erste bzw. zweite Ereignisdaten an die üSVEn übermittelt werden. Die ersten Ereignisdaten enthalten u.a. Informationen über die ereignisauslösende Kenngröße, dem zugehörigen Grenzwert, den Zeitpunkt und die Zeitdauer der Grenzwertübertretung. Die zweiten Ereignisdaten enthalten darüber hinaus u.a. Informationen über eingetretene Kennwertänderungen der ereignisauslösenden Kenngröße jenseits des zugehörigen Grenzwertes und über den Zeitpunkt des Wiedereintritts der Kenngröße in den zulässigen Bereich. Beim Auftreten zweiter Ereignisse werden darüber hinaus durch die üSVEn sowohl von dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt als auch von ausgewählten weiteren Erfassungspunkten des zu überwachenden Versorgungsnetzes Ergänzungsdaten dritter Kenngrößen angefordert. Die Ergänzungsdaten enthalten Informationen über die in kurzen regelmäßigen Abständen erfassten dritten Kenngrößen. Die Auswahl der weiteren Erfassungspunkte einerseits und der Ergänzungsdaten anderseits erfolgt programmgesteuert je nach Art und Ort des zweiten Ereignisses. Darüber hinaus werden in größeren regelmäßigen Abständen und unabhängig vom Auftreten erster und zweiter Ereignisse die Kennwerte wenigstens einer Teilmenge aller abgeleiteten Kenngrößen als Zustandsdaten an die üSVEn übertragen. An allen Erfassungspunkten des Versorgungsnetzes werden die Kenngrößen in gleicher Weise wie an dem zuerst genannten Erfassungspunkt abgeleitet, hinsichtlich des Auftretens erster und zweiter Ereignisse überwacht sowie zu Zustandsdaten und gegebenenfalls zu Ergänzungsdaten verarbeitet, sodass in dem Versorgungsnetz eine überschaubare Anzahl von Erfassungspunkten nach den gleichen Verfahrenschritten überwacht wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zum einen mit größerem regelmäßigem Zeitabstand die von den abgeleiteten Kenngrößen abgeleiteten Zustandsdaten und zum anderen zeitnah beim Auftreten von ersten und zweiten Ereignissen die kenngrößen- und grenzwertbezogenen Ereignisdaten sowie zusätzlich beim Auftreten zweiter Ereignisse die ereignisbeschreibenden Ergänzungsdaten an die üSVEn übertragen. Damit werden mit ausreichender Kontinuität ein komprimiertes energetisches Abbild des Versorgungsnetzes und kurzzeitig nach Auftreten qualitätskritischer Energiezustände zahlreiche qualitätsrelevante Informationen in die üSVEn übertragen. Dabei sind die übertragenen qualitätsrelevanten Informationen nach Auftreten zweiter Ereignisse durch die zusätzlich angeforderten ereignisbeschreibenden Ergänzungsdaten wesentlich komplexer im Vergleich zu den übertragenen qualitätsrelevanten Informationen nach Auftreten erster Ereignisse. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher der Umfang der Übertragung, Speicherung und Verarbeitung von Daten gegenüber dem Stand der Technik wesentlich auf qualitätsrelevante Ereignisse konzentriert und damit technisch und informativ beherrschbar, wobei jedoch die Verwertbarkeit und Aussagekraft der übertragenen Daten erheblich gesteigert werden. Durch die erfindungsgemäße Datenselektion und -konzentration stehen einerseits aussagekräftige qualitätskritischer Informationen und anderseits ausreichende quasikontinuierliche Zustandsinformationen zur Verfügung.

Durch die erfindungsgemäße Häufung der Übertragung, Speicherung und Verarbeitung auf die qualitätskritischen Informationen wird das Erkennen qualitätskritischer Energiezustände und das Ergreifen geeigneter Gegenmaßnahmen erheblich erleichtert und beschleunigt. Daneben bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, die gewonnenen qualitätsrelevanten Informationen und quasikontinuierlichen Zustandsinformationen noch in anderer nutzbringender Weise zu verarbeiten und zu verwerten, beispielsweise zur Netzberechnung, zur Simulation des Netzverhaltens, für Störanalysen, für die Energieabrechnung, das Lastmanagement, die Beeinflussung technologischer Prozesse in energetischer Hinsicht oder für Prognosen zum Verhalten des Versorgungsnetzes bei strukturellen und/oder technologischen Änderungen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in Art und Weise der Zuordnung der abgeleiteten Kenngrößen zu der Gruppe der ersten Kenngrößen und zu der Gruppe der zweiten Kenngrößen. Für die ersten Kenngrößen werden diejenigen Kenngrößen ausgewählt, die nur von lokaler Bedeutung für die Qualität der Elektroenergie an dem jeweiligen Erfassungspunkt sind. Für die zweiten Kenngrößen werden dagegen diejenigen Kenngrößen ausgewählt, die von übergreifender Bedeutung für die Qualität der Elektroenergie für einen über den jeweiligen Erfassungspunkt hinausreichenden größeren Teil des Versorgungsnetzes sind. Zweckmäßigerweise sind für die Gruppe der ersten Kenngrößen Überströme, Fehlströme und Kenngrößen vorgesehen, die von Spannungs-Effektivwerten, schnellen Spannungsänderungen und Spannungs-Zwischenharmonischen abgeleitet werden. Dagegen sind zweckmäßigerweise für die Gruppe der zweiten Kenngrößen Harmonische, Spektralanteile innerhalb eines mittleren Frequenzbereiches, Gesamtstörfaktoren, Gleichanteile und Unsymmetriegrößen vorgesehen. Als dritte Kenngrößen für die Ergänzungsdaten sind vorzugsweise von Grundschwingungen, Harmonischen, Zwischenharmonischen und mittelfrequente Spektralanteilen abgeleitete Größen vorgesehen.

Vorzugsweise werden mehrere in der Abfolge ihrer periodischen Erfassung aufeinander folgende Kennwerte der dritten Kenngrößen in Kettenspeichern in der Art von Schieberegistern für einen fortschreitenden begrenzten Zeitraum gespeichert. Diese zeitlichen Kennwertfolgen werden nach Auftreten zweiter Ereignisse zur Bildung der angeforderten Ergänzungsdaten ausgelesen. Die Ergänzungsdaten enthalten dann Informationen über das Verhalten der dritten Kenngrößen in unmittelbarer zeitlicher Umgebung vor und nach dem Auftreten des zweiten Ereignisses.

In vorteilhafter Ausgestaltung werden für die ersten, die zweiten und die abgeleiteten Kenngrößen deren quadratische Mittelwerte, vorzugsweise gemittelt über mehrere Sekunden, verwendet, wobei für einige erste Kenngrößen auch Momentanwerte und/oder über eine Mittelungszeit von beispielsweise einer Spannungsperiode und gleitend im Abstand von beispielsweise einer Spannungshalbperiode gebildete Effektivwerte verwendet werden. Dagegen werden für die nach Auftreten zweiter Ereignisse angeforderten ereignisbeschreibenden Ergänzungsdaten die arithmetischen Mittelwerte der dritten Kenngrößen, vorzugsweise gemittelt über mehrere Sekunden, verwendet. Damit sind die ersten und zweiten Ereignisdaten sowie die Ergänzungsdaten und die Zustandsdaten weitgehend frei von zufälligen und kurzfristigen Störungen.

Zweckmäßigerweise stimmt die Abfrageperiode der ersten und zweiten Kenngrößen mit deren Mittelungszeit überein, während die Zustandsdaten im Abstand mehrerer Minuten übertragen werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt zum möglichst frühzeitigen Signalisieren qualitätskritischer Zustände eine unverzügliche Meldung an die üSVEn, dass überhaupt ein erstes bzw. ein zweites Ereignis eingetreten ist.

Zur Gewinnung eines langzeitlichen energetischen Abbildes des Versorgungsnetzes ist es von Vorteil, Daten aller erfassten Kenngrößen einmal im Tagesabstand an die üSVEn zu übertragen. Von zusätzlichem Vorteil ist hierbei die Übertragung von an den Erfassungspunkten gespeicherten Informationen der Art, wie oft mit den jeweiligen ereignisauslösenden Kenngrößen verbundene Ereignisse oder wie oft mit vorgebbaren Gruppen von ereignisauslösenden Kenngrößen verbundene Ereignisse im Verlaufe des Tages aufgetreten sind.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
1: ein Versorgungsnetz mit zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrens angeordneten Mitteln;
2: ein strukturelles Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3–5: detaillierte Darstellungen einzelner Verfahrensschritte aus 2.
In 1 ist ein kundenseitiges Niederspannungs-Versorgungsnetz 2 dargestellt, das aus einer Mittelspannungsleitung 4 über einen einspeisenden Transformator 6 versorgt wird. Zur Erfassung der Qualität der von dem Versorgungsnetz 2 bereitgestellten Elektroenergie ist an wichtigen Erfassungspunkten P0, P1, P2 bis PN jeweils eine Erfassungseinrichtung 7 vorgesehen. Die Erfassungspunkte P0 bis PN sind an Stellen des Versorgungsnetzes 2 eingerichtet, die für die Qualität der Elektroenergie von erheblicher Bedeutung sind. So ist der Erfassungspunkt P0 nach dem Transformator 6 nahe der Einspeisung angeordnet. Die Mehrzahl der übrigen Erfassungspunkte P1 bis PN sind nahe von elektrischen Lasten L1, L2 bis LP, beispielsweise leistungsstarken Elektromotoren oder leistungsgeregelten Antrieben, angeordnet. An jedem Erfassungspunkt P0, P1, P2 bis PN sind mit jedem Phasenleiter, d.h. mit den drei Außenleitern und dem neutralen Leiter, Spannungswandler 8 und Stromwandler 10 gekoppelt. Die Spannungswandler 8 liefern sekundärseitig Phasenspannungen Uxz(t)0, Uxz(t)1, Uxz(t)2 bis Uxz(t)N, die proportional zu den an den Erfassungspunkten P0, P1, P2 bis PN zwischen den Phasenleitern auftretenden momentanen Spannungen sind. Die Stromwandler 10 liefern sekundärseitig Phasenströme Ix(t)0, Ix(t)1, Ix(t)2 bis Ix(t)N, die proportional zu den an den Erfassungspunkten P0, P1, P2 bis PN in den Phasenleitern fließenden momentanen Strömen sind. Die sekundären Phasenspannungen Uxz(t)0 bis Uxz(t)N sowie die sekundären Phasenströme Ix(t)0 bis Ix(t)N werden analogen Eingängen der zugeordneten Erfassungseinrichtungen 7 zugeführt.
Die gleichartig aufgebauten Erfassungseinrichtungen 7 weisen eingangsseitig mit Anti-Aliasing-Filtern ausgestattete Analog-Digital-Wandler 12 zur digitalen Umsetzung der sekundären Phasenspannungen Uxz(t)0 bis Uxz(t)N und Phasenströme Ix(t)0 bis Ix(t)N auf. An die AD-Wandler 12 schließen sich digitale Messeinheiten 14 an. Die Messeinheiten 14 leiten aus den digitalen Momentanwerten der Phasenspannungen Uxz(t)0 bis Uxz(t)N und Phasenströme Ix(t)0 bis Ix(t)N in an sich bekannter, mikroprozessorgestützter Weise laufend digitale Kennwerte für vielfältige elektrische Kenngrößen ab. Diese Kenngrößen sind maßgeblich für die Bewertung der Qualität der Elektroenergie. Ein Großteil der Kenngrößen wird über eine Erfassungszeit von 3 s mit einem Erfassungsabstand von 200 ms gebildet. Andere Kenngrößen werden als Momentanwerte und wieder andere Kennwerte als Effektivwerte über eine Erfassungszeit von 20 ms mit einem gleitenden Erfassungsabstand von 10 ms gebildet. Eine große Menge dieser Kenngrößen werden in Bewertungseinheiten 16 mit vorgebbaren kenngrößenbezogenen oberen und/oder unteren Grenzwerten verglichen. Beim Über- bzw. Unterschreiten der Grenzwerte werden durch die Bewertungseinheiten 16 verfahrensgemäß kennwertbezogene Signale an Verarbeitungs- und Speichereinheiten 18 übergeben, denen außerdem noch die von den Messeinheiten 14 generierten Kennwerte zugeführt werden.
Die Verarbeitungs- und Speichereinheiten 18 erzeugen mikroprozessorgestützt aus den Kennwerten der Kenngrößen und den von den Bewertungseinheiten 16 abgegebenen Signalen Daten, die in bestimmten Abständen oder unter bestimmten Bedingungen von den Erfassungseinrichtungen 7 an entfernte üSVEn 20 übertragen werden. Die üSVEn 20 bestehen aus mehreren hierarchisch geordneten Speicher- und Verarbeitungsebenen, die durchaus lokal verteilt sein können. Die den Erfassungspunkten P0, P1, P2 bis bzw. PN zugeordneten Erfassungseinrichtungen 7 stellen beim Über- bzw. Unterschreiten eines kenngrößenbezogenen Grenzwertes oder bei Änderungen jenseits der Grenzwerte je nach Art der zugehörigen Kenngröße erste Ereignisse (Ereignisse erster Art) oder zweite Ereignisse (Ereignisse zweiter Art) fest. Nach dem Auftreten eines ersten oder eines zweiten Ereignisses wird unmittelbar ein erstes Ereignissignal E10, E11, E12 bzw. E1N oder ein zweites Ereignissignal E20, E21, E22 bzw. E2N ausgegeben. Mit prozessbedingter Verzögerung werden demgegenüber umfangreiche erste Ereignisdaten De10, De11, De12 bzw. De1N bzw. zweite Ereignisdaten De20, De21, De22 bzw. De2N an die üSVEn ausgesendet.
Die ersten Ereignisdaten De10 bis De1N enthalten neben Informationen über den Ort bzw. Erfassungspunkt des ersten Ereignisses, die auslösende Kenngröße, den über- oder unterschrittenen Grenzwert außerdem Informationen über den Zeitpunkt, die Zeitdauer und die Art des Ereignisses. Gegebenenfalls enthalten die ersten Ereignisdaten De10 bis De1N noch Informatio nen über den Charakter (z.B. bei einem ereignisauslösenden Fehlerstrom: Über-, Kurzschluss-, Einschalt- oder Rushstrom) und das zeitliche Ausmaß des ersten Ereignisses. Die Verarbeitungs- und Speichereinheiten 18 weisen kenngrößenbezogene Register auf, in welche die am jeweiligen Erfassungspunkt P0, P1, P2 bzw. PN auftretenden erste Ereignisse klassiert nach Zeitdauer und Höhe der Grenzwertüber- bzw. Grenzwertunterschreitung eingezählt und daraus bei Anforderung in die üSVEn 20 ausgelesen werden. Die zweiten Ereignisdaten De20 bis De2N enthalten neben Informationen über den Ort bzw. Erfassungspunkt des zweiten Ereignisses, die auslösende Kenngröße und den über- oder unterschrittenen Grenzwert, die Höhe der aktuellen Grenzwertüber- bzw. Grenzwertunterschreitung außerdem Informationen über den Zeitpunkt, die Art und gegebenenfalls den Charakter des Ereignisses.
Ein erstes Ereignis signalisiert das Eintreten eines Zustandes, der lediglich von lokaler Bedeutung für die Qualität der Elektroenergie ist. Das heißt, dass die Ursachen und/oder die Auswirkungen des qualitätskritischen Zustandes auf die unmittelbare Umgebung des das erste Ereignis auslösenden Erfassungspunktes begrenzt sind. Ein zweites Ereignis signalisiert dagegen das Eintreten eines Zustandes, der von übergreifender Bedeutung für die Qualität der Elektroenergie ist. Das bedeutet, dass die Ursachen und/oder die Auswirkungen des qualitätskritischen Zustandes nicht mehr allein bei dem auslösenden Erfassungspunkt zu finden sind. Beim Empfang zweiter Ereignisdaten De20 bis bzw. De2N senden die üSVEn 20 daher jeweils ein Anforderungssignal RQ an die Erfassungseinrichtungen 7. Nach einem festlegbaren Anforderungsmuster ist das jeweilige Anforderungssignal RQ in Abhängigkeit der auslösenden Kenngröße und des auslösenden Erfassungspunktes modifiziert. Durch das jeweilige Anforderungssignal RQ werden zusätzlich sowohl von der Erfassungseinrichtung 7 am auslösenden Erfassungspunkt als auch von Erfassungseinrichtungen 7 an jeweils ausgesuchten weiteren Erfassungspunkten Ergänzungsdaten Dz0, Dz1, Dz2 bzw. DzN angefordert. Die Ergänzungsdaten Dz0 bis DzN werden durch die mit Schieberegistern ausgestatteten Verarbeitungs- und Speichereinrichtungen 18 aus von den Messeinheiten 14 gebildeten Kenngrößen abgeleitet und nach Eintreffen des Anforderungssignals RQ ausgegeben. Somit werden beim Eintreten eines im Allgemeinen gegenüber einem ersten Ereignis kritischeren zweiten Ereignisses wesentlich umfangreichere Informationen an die üSVEn 20 übergeben. Die umfangreichen Informationen erlauben eine effektive Analyse der Ursachen des qualitätskritischen Zustandes und eine schnelle und wirksame Einleitung von Gegenmaßnahmen.
Die Verarbeitungs- und Speichereinrichtungen 18 aller Erfassungseinrichtungen 7 geben regelmäßig im Abstand von 10 min Zustandsdaten Dr0, Dr1, Dr2 bzw. DrN an die üSVEn 20 aus. Die Zustandsdaten Dr0 bis DrN werden aus allen von den Messeinheiten 14 zur Verfügung gestellten Kenngrößen durch quadratische Mittelung über 10 min gebildet. Mit den Zustandsdaten Dr0 bis DrN wird in den üSVEn 20 ein quasikontinuierliches mittelfristiges Zustandsabbild des Versorgungsnetzes 2 abgelegt. Die Verarbeitungs- und Speichereinrichtungen 18 aller Erfassungseinrichtungen 7 senden weiterhin einmal am Tage von allen Kenngrößen die Kennwerte in Form von Tagesdaten Dd0, Dd1, Dd2 bis DdN an die üSVEn 20. Mit den Tagesdaten Dd0 bis DdN wird in den üSVEn 20 ein langzeitliches statistisches Abbild des Versorgungsnetzes 2 abgelegt. Mit den Tagesdaten Dd0 bis DdN werden ergänzend die im Tagesverlauf an den Erfassungspunkten P0, P1, P2 bis PN aufgetretenen Summen erster Ereignisse ΣE10, ΣE11, ΣE12 bis ΣE1N und Summen zweiter Ereignisse ΣE20, ΣE21, ΣE22 bis ΣE2N ausgegeben. Die ersten Ereignisdaten De10 bis De1N bzw. die zweiten Ereignisdaten De20 bis De2N mit den Ergänzungsdaten Dz0 bis DzN erlauben im Kontext der quasikontinuierlichen Zustandsdaten Dr0 bis DrN und der Tagedaten Dd0 bis DdN eine effektive Analyse qualitätskritischer Zustände hinsichtlich qualitätsmindernder Ursachen. Daraufhin können zielgerichtet geeigneter Gegenmaßnahmen zur Aufrechterhaltung bzw. Wiedererreichung der geforderten Energiequalität eingeleitet werden.
Um diesen komplexen Prozess der Datengewinnung zur Qualitätsbewertung effektiv durchzuführen, reicht es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus, dass bei ausreichender Qualität der Elektroenergie lediglich die Zustandsdaten Dr0 bis DrN in Abständen von 10 min und die Tagesdaten Dd0 bis DdN im Tagesabstand an die üSVEn 20 übermittelt werden. Erst bei unzureichender Qualität der Elektroenergie werden weitere Daten in Form von ersten Ereignissignalen E10 bis E1N und ersten Ereignisdaten De10 bis De1N bzw. zweiten Ereignissignalen E20 bis E2N, zweiten Ereignisdaten De20 bis De2N und Ergänzungsdaten Dz0 bis DzN generiert und an die üSVEn 20 übermittelt.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 anhand des nahe der Energieeinspeisung gelegenen Erfassungspunktes P0 und eines weiteren, beliebigen Erfassungspunktes Pj dargestellt. Für die übrigen Erfassungspunkte ergeben sich gleichartige Abläufe. Die einzelnen Schritte des Verfahrens sind in 2 umrahmten Feldern dargestellt. Eine von einem Verfahrensschritt ausgehende und in diesen mit einem Pfeil einmündende Linie deutet an, dass dieser Verfahrensschritt regelmäßig wiederholt wird.
Am Erfassungspunkt P0 wird aus den Momentanwerten der Phasenströme Ix(t)0 und der Phasenspannungen Uxz(t)0 mit ständiger Wiederholung eine Anzahl von n abgeleiteten Kenngrößen K(1)0, K(2)0 bis K(n)0 erzeugt. Mit dem Parameter m wird eine beliebige Kenngröße K(m) von allen n abgeleiteten Kenngrößen bezeichnet. Aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 ist zum einen eine erste Untermenge von ersten Kenngrößen K1(1)0, K1(2)0 bis K1(n1)0 festgelegt worden. Mit dem Parameter m1 wird eine beliebige Kenngröße K1(m1)0 aus allen n1 ersten Kenngrößen bezeichnet. Der Einfluss der ersten Kenngrößen K1(m1)0 ist bezüglich der Qualität der Elektroenergie im Wesentlichen auf den Erfassungspunkt P0 beschränkt. Aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 ist zum anderen eine zweite Untermenge von zweiten Kenngrößen K2(1)0, K2(2)0 bis K2(n2)0 festgelegt worden. Mit dem Parameter m2 wird eine beliebige Kenngröße K2(m2)0 aus allen n2 zweiten Kenngrößen bezeichnet. Der Einfluss der zweiten Kenngrößen K2(m2)0 geht bezüglich der Qualität der Elektroenergie spürbar über den Erfassungspunkt P0 hinaus.
Am Erfassungspunkt P0 wird mit ständiger Wiederholung geprüft, ob die Kennwerte jeder ersten Kenngröße K1(m1)0 jenseits eines qualitätsrelevanten zugehörigen m1-ten Grenzwertes oder Grenzwertfensters gelangt sind. Ein solcher Fall stellt ein erstes Ereignis dar, in dessen Folge ein erstes Ereignissignal E10, das lediglich das Auftreten eines ersten Ereignisses meldet, und nachfolgend hinsichtlich ihres Informationsgehaltes umfangreiche erste Ereignisdaten De1(m1)0 an die üSVEn ausgegeben werden. Die ersten Ereignisdaten De1(m1)0 enthalten u.a. Informationen über die mit dem jeweiligen ersten Ereignis verbundene erste Kenngröße K1(m1)0, dem das erste Ereignis auslösenden Erfassungspunkt P0 sowie den Zeitpunkt und die Dauer des ersten Ereignisses. Weiterhin wird mit ständiger Wiederholung überwacht, ob die Kennwerte jeder zweiten Kenngröße K2(m2)0 jenseits eines qualitätsrelevanten zugehörigen m2-ten Grenzwertes oder Grenzwertfensters gelangt sind, sich jenseits des Grenzwertes oder Grenzwertfensters spürbar ändern oder wieder diesseits des Grenzwertes oder Grenzwertfensters eingetreten sind. Ein solcher Fall stellt jeweils ein zweites Ereignis dar, in dessen Folge ein zweites Ereignissignal E20, das lediglich das Auftreten eines zweiten Ereignisses meldet, und nachfolgend hinsichtlich ihres Informationsgehaltes umfangreiche zweite Ereignisdaten De2(m2)0 an die üSVEn ausgegeben werden. Die zweiten Ereignisdaten De2(m2)0 enthalten u.a. Informationen über die mit dem jeweiligen Ereignis verbundenen zweiten Kenngröße K2(m2)0 und dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt P0 sowie den Zeitpunkt und die Dauer des zweiten Ereignisses.
An jedem Erfassungspunkt Pj werden in gleicher Weise aus den Phasenströmen Ix(t)j und den Phasenspannungen Uxz(t)j abgeleitete Kenngrößen K(1)j, K(2)j bis K(n)j gebildet, aus deren Menge erste Kenngrößen K1(1)j, K1(2)j bis K1(n1)j von lokaler Bedeutung und zweite Kenngrößen K2(1)j, K2(2)j bis K2(n2)j von lokal übergreifender Bedeutung ausgewählt sind. Auch hier werden die ersten Kenngrößen K1(m1)j und die zweiten Kenngrößen K2(m2)j mit zugehörigen m1-ten bzw. m2-ten Grenzwerten oder Grenzwertfenstern verglichen und beim Auftreten erster bzw. zweiter Ereignisse erste Ereignissignale E1j und erste Ereignisdaten De1(m1)j bzw. zweite Ereignissignale E2j und zweite Ereignisdaten De2(m2)j an die üSVEn ausgegeben.
Am Erfassungspunkt P0 ist weiterhin aus der Menge der abgeleiteten Kennwerte K(1)0 bis K(n)0 eine dritte Untermenge von dritten Kenngrößen K3(1)0, K3(2)0 bis K3(n3)0 festgelegt worden. Mit dem Parameter m3 wird eine beliebige Kenngröße K3(m3)0 aus allen dritten Kenngrößen bezeichnet. Ebenso ist an jedem beliebigen Erfassungspunkt Pj aus der Menge der abgeleiteten Kennwerte K(1)j bis K(n)j eine Untermenge von dritten Kenngrößen K3(1)j, K3(2)j bis K3(n3)j festgelegt worden.
Beim Empfang von zweiten Ereignisdaten De2(m2)0 vom Erfassungspunkt P0 gibt die üSVEn ein Anforderungssignal RQ(m2;0) aus. Das Anforderungssignal RQ(m2;0) ist nach einem vorzugebenden Anforderungsmuster ausgebildet, das sowohl von der auslösenden zweiten Kenngröße K2(m2)0 als auch von deren Entstehungsort, d.h. dem Erfassungspunkt P0, abhängt. Durch das Anforderungssignal RQ(m2;0) wird die Übersendung von ergänzenden Daten an die üSVEn bewirkt. Die ergänzenden Daten sind zum einen von dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt P0 ausgegebene Ergänzungsdaten Dz0, die zusätzliche ereignisbeschreibende Kennwerte von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;0) ausgewählten der dritten Kenngrößen K3(1)0 bis K3(n3)0 beinhalten. Die ergänzenden Daten sind zum anderen von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;0) ausgewählten weiteren Erfassungspunkten – beispielsweise auch dem Erfassungspunkt Pj – ausgegebene Ergänzungsdaten Dzj. Die Ergänzungsdaten Dzj beinhalten zusätzliche ereignisbeschreibende Kennwerte von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;0) ausgewählten der dritten Kenngrößen K3(1)j bis K3(m3)j.
Beim Empfang von zweiten Ereignisdaten De2(m2)j vom Erfassungspunkt Pj gibt die üSVEn dagegen ein Anforderungssignal RQ(m2;j) aus. Das Anforderungssignal RQ(m2;j) ist ebenfalls nach einem vorzugebenden Anforderungsmuster ausgebildet, das sowohl von der auslösenden zweiten Kenngröße K2(m2)j als auch von deren Entstehungsort, d.h. diesmal dem Erfassungspunkt Pj, abhängt. Durch das Anforderungssignal RQ(m2;j) wird wiederum die Übersendung von ergänzenden Daten an die üSVEn bewirkt. Die ergänzenden Daten setzen sich wieder aus Ergänzungsdaten Dzj, die von den dritten Kenngrößen K3(1)j bis K3(n3)j an dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt Pj abgeleitet werden, und aus weiteren Ergänzungsdaten, die von den ergänzenden Kenngrößen an weiteren Erfassungspunkten abgeleitet werden, zusammen. Zu den weiteren Ergänzungsdaten sollen in diesem Beispiel Ergänzungsdaten Dz0 gehören, die von den dritten Kenngrößen K3(1)0 bis K3(n3)0 an dem Erfassungspunkt P0 abgeleitet werden. Auch hier beinhalten die Ergänzungsdaten Dzj und Dz0 das zweite Ereignis ergänzend beschreibende Kennwerte von entsprechend dem Anforderungsmuster des Anforderungssignals RQ(m2;j) ausgewählten der dritten Kenngrößen K3(1)j bis K3(n3)j bzw. K3(1)0 bis K3(n3)0.
Ganz allgemein gilt, dass beim Empfang von zweiten Ereignisdaten De2(m2)p, die von einem anderen beliebigen Erfassungspunkt Pp stammen, die üSVEn ein Anforderungssignal RQ(m2;p) aussenden.
In größeren Abständen von 10 min werden vom Erfassungspunkt P0 und jedem beliebigen Erfassungspunkt Pj Zustandsdaten Dr0 bzw. Drj an die üSVEn übertragen. Die Zustandsdaten Dr0 und Drj werden aus der Menge aller abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 bzw. K(m)j erzeugt und als quasikontinuierlichen Zustandsabbild des Versorgungsnetzes über längere Zeit, beispielsweise Wochen oder Monate, in der üSVEn abgelegt. Von dort können die Zustandsdaten Dr0 und Drj bei Bedarf ausgelesen und beispielsweise mit aktuellen ersten Ereignisdaten De1(m1)0 bzw. De1(m1)j oder aktuellen zweiten Ereignisdaten De2(m2)0 bzw. De2(m2)j und zugeordneten Ergänzungsdaten Dz0 und Dzj in Beziehung gesetzt werden. Außerdem gestatten die abgelegten Zustandsdaten Dr0 und Drj, lang- und mittelfristige Trends im Qualitätsverhalten des Versorgungsnetzes zu erkennen.
In ähnlicher Weise werden aus der Menge aller abgeleiteten Kenngrößen K(m)0 bzw. K(m)j am Erfassungspunkt P0 und an jedem beliebigen Erfassungspunkt Pj im Abstand von 24 h Tagesdaten Dd0 und Ddj an die üSVEn übergeben und dort zu statistischen Zwecken abgelegt.
Mit 3 wird für den beliebigen Erfassungspunkt Pj das erfindungsgemäße Verfahren in denjenigen Einzelheiten erläutert, die mit dem Erfassen erster Ereignisse in Beziehung stehen. Die sekundärseitigen momentanen Phasenströme Ix(t)j und Phasenspannungen Uxy(t)j werden durch A/D-Wandlung in digitale Momentanwerte umgewandelt. Ein Großteil der digitalen Momentanwerte werden im regelmäßigen Abstand von 200 ms einer quadratischen Mittelung über 3 s unterzogen. Die quadratisch gemittelten Werte und die restlichen digitalen Momentanwerte werden den Kennwerten der abgeleiteten Kenngrößen K(m)j zugeordnet. Von einem Teil der restlichen Momentanwerte werden gleitend alle 10 ms Effektivwerte über eine Mittelungszeit von 20 ms gebildet. Die Effektivwerte, der übrige Teil der restlichen Momentanwerte und ein Teil der über 3 s quadratischen gemittelten Werte stellen die Kennwerte der ersten Kenngrößen K1(m1)j dar. Die Kennwerte aller ersten Kenngrößen K1(m1)j werden in regelmäßiger Wiederholung mit den zugehörigen m1 Grenzwerten oder Grenzwertfenstern verglichen. Werden diese über- bzw. unterschritten, erfolgt unmittelbar die Ausgabe erster Ereignissignale E1j und nachfolgend die Ausgabe erster Ereignisdaten De1(m1)j an die üSVEn.
Mit 4 wird für den beliebigen Erfassungspunkt Pj das erfindungsgemäße Verfahren in denjenigen Einzelheiten erläutert, die mit dem Erfassen zweiter Ereignisse und der Bildung statisti scher Daten in Beziehung stehen. Eine erste Teilmenge derjenigen abgeleiteten Kenngrößen K(m)j, die durch die quadratisch über 3 s gemittelten digitalen Momentanwerte gebildet werden, wird den zweiten Kenngrößen K2(m2)j zugeordnet. Die Kennwerte aller zweiten Kenngrößen K2(m2) werden in regelmäßiger Wiederholung in Beziehung zu den zugehörigen m2 Grenzwerte oder Grenzwertfenstern gesetzt. Gelangen Kennwerte der zweiten Kenngrößen K2(m2)j außerhalb oder ändern sich außerhalb oder gelangen wieder innerhalb dieser Grenzen, erfolgt unmittelbar die Ausgabe zweiter Ereignissignale E2j und nachfolgen die Ausgabe zweiter Ereignisdaten De2(m2)j an die üSVEn.
Eine zweite Teilmenge der über 3 s quadratisch gemittelten Kennwerte wird einer weiteren quadratischen Mittelung, die diesmal über 10 min erfolgt, unterzogen. Die so erhaltenen Kennwerte bilden die alle 10 min an die üSVEn ausgegebenen Zustandsdaten Drj. Eine dritte Teilmenge der über 3 s quadratisch gemittelten Kennwerte bilden die alle 24 h an die üSVEn ausgegebenen Tagesdaten Ddj.
Mit 5 wird für den beliebigen Erfassungspunkt Pj das erfindungsgemäße Verfahren in denjenigen Einzelheiten erläutert, die mit der Bildung von Ergänzungsdaten Dzj in Beziehung stehen. Eine Teilmenge der digitalisierten momentanen Phasenströme Ix(t)j und Phasenspannungen Uxy(t)j werden alle 200 ms einer linearen Mittelung über 200 ms unterzogen. Jeweils 15 dieser 200 ms-Werte werden über 3 s linear gemittelt. Da daraus gewonnenen Kennwerte werden den dritten Kenngrößen K3(m3)j zugeordnet. Die Kennwerte der dritten Kenngrößen K3(m3)j werden einem Schieberegister 22 oder einem Ringspeicher übergeben. Die auf diese Weise kettengespeicherten Daten stellen Kennwertfolgen der dritten Kenngrößen K3(m3)j mit Zeitschritten von 3 s dar. Nach Empfang zweiter Ereignisdaten De2(m2)p von einem Erfassungspunkt Pp wird durch die üSVEn das Anforderungssignal RQ(m2;p) nach einem hinterlegten Anforderungsmuster ausgesendet. Der Erfassungspunkt Pp ist ein beliebiger der Erfassungspunkte P0, P1, ... Pj, ... PN. Es sei angenommen, dass das Anforderungssignal RQ(m2;p) Zusatzdaten Dzj von dem Erfassungspunkt Pj anfordert. Das am Erfassungspunkt Pj empfangene Anforderungssignal RQ(m2;p) bewirkt zum einen, dass aus dem Schieberegister 22 die kettengespeicherten Kennwertfolgen der dritten Kenngrößen K3(m3)j zum Auslesen freigegeben werden, und zum anderen entsprechend seinem individuellen Anforderungsmuster eine Auswahl aus den dritten Kenngrößen K3(m3)j getroffen wird, deren kettengespeicherte Kennwerte in diesem Falle zur Bildung der Ergänzungsdaten Dzj vorgesehen sind. Die Ergänzungsdaten Dzj stellen damit ein mehrfach punktuelles Abbild der ausgewählten dritten Kenngrößen K3(m3)j am Erfassungspunkt Pj in einer gewissen Zeit vor und nach Auftreten des am Erfassungspunkt Pp aufgetretenen zweiten Ereignisses dar.
Es ist noch festzuhalten, dass zwischen den vorgenannten ersten bis vierten Teilmengen der über 3s quadratisch gemittelten Kennwerte der abgeleiteten Kenngrößen K(m)j erhebliche Überschneidungen bestehen. Die Schieberegister 22 sind Bestandteil der Verarbeitungs- und Speichereinheiten 18 aus 1.

2: Versorgungsnetz
4: Mittelspannungsleitung
6: Transformator
7: Erfassungseinrichtung
8: Spannungswandler
10: Stromwandler
12: AD-Wandler
14: Messeinheit
16: Bewertungseinheit
18: Verarbeitungs- und Speichereinheit
20: üSVEn
22: Schieberegister
Dd0 ... DdN: Tagesdaten
De10 ... De1N: erste Ereignisdaten
De20 ... De2N: zweite Ereignisdaten
Dr0 ... DrN: Zustandsdaten
Dz0 ... DzN: Ergänzungsdaten
E10 ... E1N: erstes Ereignissignal
E20 ... E2N: zweites Ereignissignal
Ix(t)0 ... Ix(t)N: Phasenströme
K(m)0 ... K(m)N: abgel. Kenngrößen
K1(m1)0 ... K1(m1)N: erste Kenngrößen
K2(m2)0 ... K2(m2)N: zweite Kenngrößen
K3(m3)0 ... K3(m3)N: dritte Kenngrößen
L1 ... LP: Last
m; m1; m2; m3: Parameter
P0 ... Pj ... PN: Erfassungspunkte
RQ; RQ(m2;p): Anforderungssignal
t: Zeit
Uxz(t)0 ... Uxz(t)N: Phasenspannungen

Claims

Verfahren zur Gewinnung von für die Qualität der elektrischen Energie eines Versorgungsnetzes (2) relevanten Informationen mittels Spannungs- und Stromwandlern (8, 10) zum Erfassen der momentanen Ströme und Spannungen an einem Erfassungspunkt (Pj), A/D-Wandlern (12) zur Aufbereitung der erfassten Spannungen (Uxz(t)j) und Strömen (Ix(t)j), auf Mikrocomputer und Speicherbausteine basierenden Funktionsgruppen (14, 16, 18) zur Erzeugung, Analyse, Bewertung und kurzzeitlichen sowie langzeitlichen Speicherung von aus den erfassten momentanen Spannungen (Uxz(t)j) und Strömen (Ix(t)j) erzeugten Kennwerten von qualitätsrelevanten abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j) sowie zur Ausgabe von Daten, – wobei durch periodische Abfrage aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j) ausgewählter erster Kenngrößen (K1(m1)j) beim Übertreten zugehöriger Grenzwerte erste Ereignisdaten (De1j), die kenngrößen- und grenzwertbezogene Daten über Zeitpunkt und -dauer der ersten Ereignisse enthalten, erzeugt und klassiert nach Zeitdauer sowie Höhe der Grenzwertüber- bzw. Grenzwertunterschreitung in kenngrößenbezogene Register auslesbar eingezählt werden, dadurch gekennzeichnet, – dass die ersten Ereignisdaten (De1j) an übergeordnete Speicher- und Verarbeitungseinrichtungen (20) – im Folgenden üSVEn genannt – übertragen werden, – dass durch periodische Abfrage aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j) ausgewählter zweiter Kenngrößen (K2(m2)j) bei Übertreten zugehöriger Grenzwerte, bei Änderungen jenseits der Grenzwerte und bei Wiedereintritt diesseits der Grenzwerte zweite Ereignisdaten (De2j), die kenngrößen- und grenzwertbezogene Daten über Zeitpunkt und Höhe der aktuellen Grenzwertüber- bzw. Grenzwertunterschreitung der zweiten Ereignisse enthalten, erzeugt und an die üSVEn (20) übertragen werden, – dass beim Empfang zweiter Ereignisdaten (De2j) durch die üSVEn (20) in vorgebbarer Weise ereignis- und auslösepunktabhängig sowohl von dem das zweite Ereignis auslösenden Erfassungspunkt (Pj) als auch von ausgewählten weiteren Erfassungspunkten des Versorgungsnetzes (2) Ergänzungsdaten (Dzj) bzw. (Dz0; Dz1; ... DzN), die von ausgewählten dritten Kenngrößen (K3(m3)j) bzw. (K3(m3)0; K3(m3)1; ... K3(m3)N) abgeleitet werden, angefordert und daraufhin an die üSVEn (20) übertragen werden, wobei die dritten Kenngrößen (K3(m3)0; K3(m3)1; ... K3(m3)j; ... K3(m3)N) aus der Menge der abgeleiteten Kenngrößen (K(m)0; K(m)1; ... K(m)j; ... K(m)N) an den Erfassungspunkten (P0; P1; ... Pj; ... PN) gebildet werden, – dass in größeren, die Abfrageperiode der ersten Kennwerte (K1(m1)j) und der zweiten Kennwerte (K2(m2)j) wesentlich überschreitenden, regelmäßigen Abständen von we nigstens einer Teilmenge der abgeleiteten Kenngrößen (K(m)j) erzeugte Zustandsdaten (Drj) an die üSVEn (20) übertragen werden und – dass an allen Erfassungspunkten (P0, P1, ... PN) die Erfassung der Spannungen (Uxz(t)0, Uxz(t)1, ... Uxz(t)N) und Ströme (Ix(t)0, Ix(t)1, ... Ix(t)N), die Erzeugung, Analyse und Bewertung der qualitätsrelevanten Kenngrößen, die Verarbeitung der daraus gewonnenen Informationen, einschließlich der Erzeugung von ersten Ereignisdaten (De10, De10, ... De1N), von zweiten Ereignisdaten (De20, De21, ... De2N) und von Zustandsdaten (Dr0, Dr1, ... DrN) sowie deren Übertragung an die üSVEn (20) und die durch zweite Ereignisdaten (De20; De21; ... De2N) verursachte Anforderung von Ergänzungsdaten (Dz0; Dz1; ... DzN) durch die üSVEn (20) gleichwie an dem besagten einem Erfassungspunkt (Pj) erfolgen.
Verfahren nach vorstehendem Anspruch, gekennzeichnet durch Zuordnung von Kenngrößen mit auf den jeweiligen Erfassungspunkt (P0; P1; ... PN) beschränktem qualitätsbestimmendem Einfluss zu den ersten Kenngrößen (K1(m1)0; K1(m1)1; ... K1(m1)N) und durch Zuordnung von Kenngrößen über den jeweiligen Erfassungspunkt (P0; P1; ... PN) hinausreichendem qualitätsbestimmendem Einfluss zu den zweiten Kenngrößen (K2(m2)0; K2(m2)1; ... K2(m2)N).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Kenngrößen (K1(m1)0; K1(m1)1; ... K1(m1)N) von Überströmen, Fehlströmen sowie von Spannungs-Effektivwerten und/oder schnellen Spannungsänderungen und/oder Spannungs-Zwischenharmonischen abgeleitete Größen vorgesehen sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Kenngrößen (K2(m2)0; K2(m2)1; ... K2(m2)N) Spannungs-Harmonische und/oder Spannungs-Spektralanteile innerhalb eines Frequenzbereiches zwischen 2 und 9 kHz und/oder der Gesamtstörfaktor der Spannungs-Harmonischen und/oder der Gesamtstörfaktor der Strom-Harmonischen und/oder Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsanteile und/oder die zwischen den Phasenleitern untereinander und/oder zum Nullleiter auftretenden Spannungs-Effektivwerte und/oder der zwischen Gegensystem und Mitsystem und/oder zwischen Nullsystem und Mitsystem auftretende Unsymmetriegrad der Grundschwingung von Spannung und/oder Strom vorgesehen sind.
Verfahren nach einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als dritte Kenngrößen (K3(m3)0; K3(m3)1; ... K3(m3)N) von den Grundschwingungen und/oder von Harmonischen und/oder Zwischenharmonischen abgeleitete Wirk- und Blindanteile der Spannungen und/oder der Leistungen und/oder von Spektralanteilen zwischen 2 und 9 kHz abgeleitete Spannungsbeträge vorgesehen sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennwerte wenigstens eines Teils der dritten Kenngrößen (K3(m3)0; K3(m3)1; ... K3(m3)N) periodisch kettengespeichert werden und die vor und nach einem zweiten Ereignis kettengespeicherten Kennwerte wenigstens einen Teil der Ergänzungsdaten (Dz0; Dz1; ... DzN) bilden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den abgeleiteten Kenngrößen (K(m)0; K(m)1; ... K(m)N) und den zweiten Kenngrößen (K2(m2)0; K2(m2)1; ... K2(m2)N) zugeordneten Kennwerte quadratische Mittelwerte, die den ersten Kenngrößen (K1(m1)0; K1(m1)1; ... K1(m1)N) zugeordneten Kennwerte teils quadratische. Mittelwerte, teils Momentanwerte und teils gleitende Effektivwerte und die den dritten Kenngrößen (K3(m3)0; K3(m3)1; ... K3(m3)N) zugeordneten Kennwerte arithmetische Mittelwerte sind.
Verfahren nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die quadratische Mittelung über einen einstelligen Sekundenbereich bei einer erheblich kürzeren Wiederholrate und ausgehend von derartig gebildeten quadratischen Mittelwerten die arithmetische Mittelung ebenfalls über einen einstelligen Sekundenbereich erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Übertragung der Zustandsdaten (Dr0, Dr1, ... DrN) im ein- bis zweistelligen Minutenabstand.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine unmittelbare Meldung über das Auftreten eines ersten oder zweiten Ereignisses an die üSVEn (20) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Übertragung von von allen abgeleiteten Kenngrößen (K(m)0; K(m)1; ... K(m)N) abgeleiteten Daten im Tagesabstand an die üSVEn (20).
Verfahren nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Informationen über das kumulative Auftreten aller der gleichen Kenngröße zuzuordnenden Ereignisse oder/und über das kumulative Auftreten aller einer gleichen, vorbestimmbaren Gruppe von Kenngrößen zuzuordnenden Ereignisse an die üSVEn (20) übertragen werden.