DE102013202868C5 - Fehler- und/oder Lasterfassungseinrichtung für eine Nieder- oder Hochspannungsanlage - Google Patents

Fehler- und/oder Lasterfassungseinrichtung für eine Nieder- oder Hochspannungsanlage Download PDF

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Abstract

Einrichtung zur Fehler- und/oder Lastflusserfassung für wenigstens ein erstes, mit einer Sammelschiene (1) koppelbares Feld (2, 3) einer Nieder- oder Hochspannungsanlage, mit- einer Strommessanordnung zur Messung eines elektrischen Stroms in dem wenigstens einen ersten Feld (2, 3), die einen Strommesswandler (10, 11) beinhaltet,- einer Spannungsmessanordnung zur Messung einer elektrischen Spannung in dem wenigstens einen ersten Feld (2, 3), die eine kapazitive Spannungsmessvorrichtung (12, 13) beinhaltet, und- einer Auswertevorrichtung (15) zur Ermittlung eines elektrischen Fehlers und/oder eines feldbezogenen Lastflusses anhand von Strommessinformationen der Strommessanordnung und Spannungsmessinformationen der Spannungsmessanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass- die Spannungsmessanordnung einen Messwandler (14) mit einer Referenz-Spannungsmessvorrichtung aufweist, die auf eine höhere Messgenauigkeit ausgelegt ist als die kapazitive Spannungsmessvorrichtung (12, 13) und deren Messstelle sich in einem anderen, zweiten Feld (4) befindet, und- die Auswertevorrichtung (15) dafür ausgelegt ist, zur Fehler- und/oder Lastflussermittlung für das wenigstens eine erste Feld (2, 3) eine von der Referenz-Spannungsmessvorrichtung gewonnene Referenz-Spannung als direkte Spannungsmessinformation für das wenigstens eine erste Feld (2, 3) oder zur Kalibrierung einer von der kapazitiven Spannungsmessvorrichtung (12, 13) des wenigstens einen ersten Feldes (2, 3) gewonnenen Spannungsmessinformation heranzuziehen, wobei die Referenz-Spannung zu einem Zeitpunkt gewonnen ist, zu dem das wenigstens eine erste Feld (2, 3) mit der Messstelle der Referenz-Spannungsmessvorrichtung galvanisch in Verbindung steht.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Fehler- und/oder Lastflusserfassung für wenigstens ein erstes, mit einer Sammelschiene koppelbares Feld einer Nieder- oder Hochspannungsanlage. Als Feld ist hierbei wie üblich ein Anschluss, typischerweise ein dreiphasiger Kabelanschluss, an die Sammelschiene zu verstehen, wobei die Ankopplung an die Sammelschiene z.B. über einen dreiphasigen Schalter erfolgt. Die Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung weist hierzu eine Strommessanordnung zur Strommessung in dem Feld, eine Spannungsmessanordnung zur Spannungsmessung in dem Feld und eine Auswertevorrichtung zur Ermittlung eines elektrischen Fehlers und/oder eines feldbezogenen Lastflusses, d.h. des in diesem Feld vorliegenden Lastflusses, anhand von Strommessinformationen der Strommessanordnung und von Spannungsmessinformationen der Spannungsmessanordnung auf. Unter dem Begriff Lastflusserfassung wird in diesem Zusammenhang die Ermittlung aller elektrischen Größen verstanden, die den Lastfluss bestimmen. Dies umfasst die Messung der zugehörigen elektrischen Ströme und Spannungen. Alle anderen elektrischen Größen, die in diesem Zusammenhang von Bedeutung sind, wie elektrische Leistung, Blindleistung, Phasenwinkel und Oberwellen, lassen sich aus den Basisgrößen Strom und Spannung ermitteln. Zusätzlich oder alternativ zu dieser Lastflussbestimmung ist die vorliegende Einrichtung auf die Erfassung elektrischer Fehler ausgelegt, wie einpoligen Fehlern in Form von Erdschlüssen und Erdkurzschlüssen sowie mehrpoligen Fehlern in Form entsprechender Kurzschlüsse. Diese Fehlererfassung kann eine selektive Erfassung der Fehlerrichtung umfassen. Für die Fehlererfassung kann z.B. die Erfassung von transienten Strömen und Spannungen, wie sie bei derartigen elektrischen Fehlern typisch auftreten, durch eine entsprechend höherfrequente Signalabtastung vorgesehen sein.
  • Derartige Einrichtungen werden insbesondere zur Fehler- und/oder Lastflusserfassung in Verteilnetzstationen eines elektrischen Energieversorgungsnetzes verwendet, die typisch von einem Umspannwerk gespeist werden. Dabei ist meist eine Vielzahl von Verteilnetzstationen in offenen oder geschlossenen Ringkonfigurationen oder in Stichleitungskonfigurationen an das Umspannwerk bzw. dessen Einspeiseabgänge gekoppelt. Bei den Verteilnetzstationen kann es sich z.B. um Ortsnetzstationen handeln, mit deren Sammelschiene eine zuführende und ggf. eine weiterführende Verteilnetzleitung sowie ein kundenseitiger Abgang mit einem Ortsnetztransformator zur Transformation von Hochspannung in Niederspannung koppelbar sind. Unter Hochspannung wird dabei vorliegend sowohl der Hochspannungsbereich im engeren Sinn als auch der sogenannte Mittelspannungsbereich verstanden, wie im Fachwissen bekannt. Es kann sich insbesondere um eine kombinierte Fehler- und Lastflusserfassungseinrichtung handeln, die sowohl im Fehlerfall als auch im normalen Lastflussfall die Ströme und Spannungen auswerten kann. In alternativen Ausprägungen ist die Einrichtung nur zur Fehlererfassung oder nur zur Lastflusserfassung ausgelegt.
  • In der Offenlegungsschrift DE 10 2011 075 353 A1 ist eine entsprechende Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung für Verteilnetzstationen beschrieben, die eine der jeweiligen Verteilnetzstation lokal zugeordnete Messeinrichtung zur Erfassung einer eingangsseitigen Lastflussinformation und einer ausgangsseitigen Lastflussinformation aufweist. Abhängig von den erfassten Lastflussinformationen können Fehler erkannt und lokalisiert und Lastschalter geeignet angesteuert werden, um fehlerbehaftete Netzabschnitte gezielt abzutrennen. Zur Lastflusserfassung beinhaltet die Messeinrichtung je eine Strommessvorrichtung und eine Spannungsmessvorrichtung an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite der Verteilnetzstation phasenselektiv für jede der drei Phasen eines üblicherweise dreiphasig ausgeführten Hochspannungssystems.
  • In der Patentschrift US 2.480.881 ist eine Schaltungsanordnung zur Kalibrierung von kapazitiven Spannungsmesseinrichtungen, wie sie in Hochspannungsanlagen eingesetzt werden, offenbart, die keine Unterbrechung der Leistungsversorgung erforderlich machen soll, wobei von einer Referenz-spannung Gebrauch gemacht wird, die von einer Niederspannungsseite eines Transformators abgeleitet wird.
  • In der Patentschrift US 5.821.742 ist ein computergestütztes, tragbares Testgerät für Elektrizitäts-Zählgeräte offenbart, das Handhabungsverbesserungen gegenüber herkömmlichen manuellen Testgeräten bringen soll.
  • Die Patentschrift EP 1 459 082 B1 offenbart ein Verfahren zur Online-Kalibrierung von Spannungssensoren in einer Schaltanlage, die einen Leistungsschalter, einen ersten Spannungssensor auf Sammuelschienen-Niveau, einen zweiten Spannungssensor auf einer der Seiten des Leistungsschalters, einen Kommunikationsbus und je eine intelligente elektronische Verarbeitungseinheit aufweist, von denen einer das Messignal des auf höhere Genanigkeit auslegten ersten Spannungssensors und der oder den anderen das Messsignal des zweiten Spannungssensors zugeführt ist und die mit einan der über einen Kommunikationsbus in Informations verbindung stehen. Die Information über eine Messung des ersten Spannungssensors Kann über den Kommunikationsbus von der einen zur anderen intelligenten elektronischen Verarbeitungseinheit übertragen werden, um den zweiten Spannungssensor zu Kalibrieren.
  • Was die Genauigkeit der Strom- und Spannungsmessungen an solchen Hochspannungsanlagen angeht, sind präzise Messungen der elektrischen Ströme mittels hierfür bekannter Stromwandler mit relativ geringem Aufwand problemlos möglich. Schwieriger ist dies hinsichtlich der Spannungsmessungen. Die hierfür in entsprechenden Spannungsmessanordnungen typischerweise verwendeten kapazitiven Spannungsteiler sind zwar mit geringem Aufwand implementierbar, sie besitzen jedoch in der Regel keine sehr hohe Messgenauigkeit. Herkömmliche Maßnahmen, diesem Umstand mit einer zusätzlichen Kalibrierung der Auswertevorrichtung zu begegnen, sind vergleichsweise aufwändig, in der Betriebspraxis nicht immer zu realisieren und anfällig für Handhabungsfehler.
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, die eine feldbezogene Lastflusserfassung und/oder Fehlererfassung mit relativ hoher Genauigkeit bei relativ geringem Aufwand ermöglicht.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Lastflusserfassungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung weist die Spannungsmessanordnung einen Messwandler mit einer Referenz-Spannungsmessvorrichtung auf, die auf eine höhere Messgenauigkeit ausgelegt ist als die üblicherweise verwendeten kapazitiven Spannungsmessvorrichtungen und deren Messstelle sich in einem anderen, zweiten Feld befindet. Beispielsweise kann die Messgenauigkeit der Referenz-Spannungsmessvorrichtung um mindestens den Faktor fünf höher sein als diejenige üblicher kapazitiver Spannungsmessvorrichtungen. Die Auswertevorrichtung ist dafür ausgelegt, die von der Referenz-Spannungsmessvorrichtung gewonnene Referenz-Spannung als direkte Spannungsmessinformation für dieses Feld oder zur Kalibrierung einer Spannungsmessinformation heranzuziehen, die von einer kapazitiven Spannungsmessvorrichtung gewonnen wird, mit der dieses Feld ausgerüstet sein kann. Die Referenz-Spannung wird zu einem Zeitpunkt gewonnen, zu dem das nicht mit der Referenz-Spannungsmessvorrichtung ausgerüstete erste Feld mit der Messstelle der Referenz-Spannungsmessvorrichtung galvanisch in Verbindung steht.
  • Die Erfindung kombiniert auf diese Weise die durch die Referenz-Spannungsmessvorrichtung erzielbare, vergleichsweise hohe Messgenauigkeit mit der aufwandreduzierenden Maßnahme, nicht für alle Felder eine Spannungsmessvorrichtung mit derart hoher Messgenauigkeit zu benötigen. Dazu wird die Referenz-Spannung der Referenz-Spannungsmessvorrichtung zur Spannungsermittlung für ein oder mehrere erste Felder genutzt, die lediglich mit einer kapazitiven Spannungsmessvorrichtung ausgerüstet sind oder denen gar keine eigene Spannungsmessvorrichtung zugeordnet ist. Durch die Gewinnung der Referenz-Spannung zu einem Zeitpunkt, zu dem das nicht mit der Referenz-Spannungsmessvorrichtung ausgerüstete Feld mit der Messstelle der Referenz-Spannungsmessvorrichtung galvanisch in Verbindung steht, ist gewährleistet, dass die Referenz-Spannung zu diesem Zeitpunkt genau die Spannung für das nicht mit der Referenz-Spannungsmessvorrichtung ausgerüstete Feld repräsentiert. Folglich kann die Referenz-Spannung direkt zur Fehler- und/oder Lastflussermittlung für dieses Feld in diesem Zeitpunkt oder zur Kalibrierung einer kapazitiven Spannungsmessvorrichtung dieses Feldes genutzt werden, um auf diese Weise mit relativ geringem Aufwand für dieses Feld eine hohe Genauigkeit der Fehler- und/oder Lastflussermittlung bereitzustellen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Spannungsmessanordnung genau eine Referenz-Spannungsmessvorrichtung auf, die einem der Felder zugeordnet ist, während für weitere Felder keine oder nur eine kapazitive Spannungsmessvorrichtung vorgesehen ist. Dies minimiert den Implementierungsaufwand für die Spannungsmessanordnung, ohne dass dadurch die Genauigkeit der Spannungsmessungen für die individuelle Fehler- und/oder Lastflussermittlung für jedes Feld beeinträchtigt wird.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Messwandler zur zusätzlichen Strommessung an dem anderen, zweiten Feld eingerichtet, oder dem zweiten Feld ist ein gegenüber diesem Messwandler separater Strommesswandler oder kein Strommesswandler zugeordnet. Diese Maßnahme ist angepasst an den jeweiligen Anwendungsfall vorteilhaft.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Referenz-Spannungsmessvorrichtung einen induktiven Spannungswandler oder eine Spannungsmesseinheit mit ohmschem Teiler. Derartige Realisierungen von Spannungsmessvorrichtungen sind für ihre gegenüber kapazitiven Spannungsmessvorrichtungen höhere erzielbare Messgenauigkeit an sich bekannt und können vorteilhaft für die vorliegende Referenz-Spannungsmessvorrichtung verwendet werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Referenz-Spannungsmessvorrichtung von einer Spannungsmesseinheit an einer Abgangsseite einer Ortsnetztrafostation gebildet. Dies ist besonders zur Anwendung in Systemen vorteilhaft, bei denen eine entsprechende Ortsnetztrafostation ohnehin mit einer derartigen Spannungsmesseinheit relativ hoher Messgenauigkeit ausgerüstet sein soll.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Auswertevorrichtung Mittel zur automatischen oder manuell auslösbaren Kalibrierung der von einer jeweiligen kapazitiven Spannungsmessvorrichtung gewonnenen Spannungsmessinformation durch die von der Referenz-Spannungsmessvorrichtung gewonnene Referenz-Spannung. Die Auswertevorrichtung ist dadurch in der Lage, entsprechende Kalibriervorgänge automatisch oder manuell durch einen Systemnutzer auslösbar durchzuführen.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
  • Die einzige Figur zeigt ein Schaltbild einer Verteilnetzstation einer Hochspannungsanlage mit erfindungsgemäßer Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung.
  • Die in der Figur gezeigte Verteilnetzstation fungiert als eine Ortsnetztrafostation, kurz Ortsnetzstation, und beinhaltet in üblicher Weise eine Sammelschiene 1 mit einem Ringkabeleingang 2, einem Ringkabelausgang 3 und einem Kundenabgang 4. Der Ringkabeleingang 2 und der Ringkabelausgang 3 sind Teil einer üblichen Ringleitung, die von einem Umspannwerk gespeist wird und an die in nicht gezeigter Weise weitere Verteilnetzstationen angekoppelt sein können. Alle drei Abzweige 2, 3, 4 sind über je einen Lastschalter 5, 6, 7 trennbar mit der Sammelschiene 1 verbunden. Der Kundenabgang 4 führt zu einem Ortsnetztransformator 8, von dem eine Versorgungsleitung 9 abführt, über die angeschlossene Verbraucher z.B. innerhalb eines Ortsnetzes mit elektrischer Energie versorgt werden.
  • Jeder der drei Abzweige 2, 3, 4 bildet ein Feld der Ortsnetztrafostation, wobei die zugehörigen Hochspannungskabel in üblicher Weise zur dreiphasigen Strom-/Spannungsführung ausgeführt sind. Der Einfachkeit halber ist die Darstellung in der Figur einphasig gehalten.
  • Die gezeigte Ortsnetzstation mit dem wie oben erläutert herkömmlichen Aufbau weist eine erfindungsgemäße Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung zur feldbezogenen Fehler- und/oder Lastflusserfassung auf. Die Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung umfasst eine Strommessanordnung zur elektrischen Strommessung und eine Spannungsmessanordnung zur elektrischen Spannungsmessung. Die Strommessanordnung beinhaltet einen Strommesswandler 10 zur Strommessung am Feld 2 sowie einen Strommesswandler 11 zur Strommessung am Feld 3. Die Spannungsmessanordnung beinhaltet eine kapazitive Spannungsmessvorrichtung 12 zur Spannungsmessung am Feld 2 und eine kapazitive Spannungsmessvorrichtung 13 zur Spannungsmessung am Feld 3. Dem als Kundenabgang fungierenden Feld 4 ist ein hochpräziser Messwandler 14 zugeordnet, der zur Spannungsmessung mit einer höheren Messgenauigkeit als die kapazitiven Spannungsmessvorrichtungen 12, 13 ausgelegt ist. Er kann außerdem zur präzisen Strommessung am Feld 4 ausgelegt sein. Alternativ ist dem Feld 4 ein separater Strommesswandler zugeordnet. In einer anderen alternativen Ausführungsform bleibt das Feld 4 ohne Strommesswandler.
  • Die kapazitiven Spannungsmessvorrichtungen 12, 13 und die Strommesswandler 10, 11 sind von einem herkömmlichen Aufbau, was daher hier keiner näheren Erläuterung bedarf. Gleiches gilt für den hochpräzisen Messwandler 14. Dieser kann beispielsweise von einem marktüblichen induktiven Spannungswandler gebildet sein, wie er u. a. von den Firmen Ritz, Zelisko und Alce in verschiedenen Varianten auf dem Markt ist. Solche induktiven Spannungswandler weisen z.B. eine Übersetzung von 20 kV/100V oder 10kV/100V auf.
  • Des Weiteren beinhaltet die Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung eine Auswertevorrichtung 15 mit einem Auswerteteil 15a, dem an je einem Eingang ein Ausgangsmesssignal des jeweiligen Strommesswandlers 10, 11 und der jeweiligen kapazitiven Spannungsmessvorrichtung 12, 13 zugeführt ist. Des Weiteren empfängt die Auswertevorrichtung 15 ein Ausgangsmesssignal des hochpräzisen Messwandlers 14 über einen eigenen Messsignalpfad an einem Referenzsignal-Eingangsteil 15b, dessen Ausgangssignal wiederum dem Auswerteteil 15a zugeführt wird.
  • Mit dieser Implementierung ist die Auswertevorrichtung 15 dafür ausgelegt, als Spannungsmessinformation für das jeweilige Ringleitungs-Feld 2, 3 nicht direkt die von deren kapazitiver Spannungsmessvorrichtung 12, 13 am betreffenden Feld 2, 3 gewonnene Spannungsmessinformation zu benutzen, sondern dafür eine vom hochgenauen Messwandler 14 gelieferte Spannungsinformation als eine Referenz heranzuziehen. Dies kann je nach Bedarf und Implementierung die Maßnahme beinhalten, diese vom hochgenauen Messwandler 14 als einem Referenz-Messwandler gelieferte Referenz-Spannungsinformation direkt als Spannungsinformation zur Fehler- und/oder Lastflussermittlung für das jeweilige Ringleitungs-Feld 2, 3 anstelle der von deren kapazitiver Spannungsmessvorrichtung gelieferten Spannungsinformation oder zur Kalibrierung dieser von der kapazitiven Spannungsmessvorrichtung gelieferten Spannungsinformation einzusetzen.
  • In jedem Fall wird hierfür die Referenz-Spannungsinformation vom hochgenauen Messwandler 14 zu einem Zeitpunkt gewonnen, zu dem sowohl dessen Kundenabgangs-Feld 4 über den Lastschalter 7 als auch das betreffende Ringleitungs-Feld 2, 3 über den zugehörigen Lastschalter 5, 6 leitend mit der Sammelschiene 1 verbunden sind, so dass eine galvanische Verbindung zwischen der Messstelle des hochpräzisen Messwandlers 14 im Kundenabgangs-Feld 4 und dem Feld 2, 3 gegeben ist, das nicht über einen hochpräzisen Spannungsmesswandler verfügt, sondern allenfalls über die zugeordnete kapazitive Spannungsmessvorrichtung 12, 13, und dessen Lastfluss bestimmt werden soll und/oder das auf Fehler überwacht werden soll. Die galvanische Verbindung stellt sicher, dass die vom hochgenauen Messwandler 14 im Feld 4 gemessene Referenz-Spannung gleich der Spannung an dem anderen Feld 2, 3 ist, dessen Lastfluss zu bestimmen ist bzw. das auf auftretende Fehler zu überwachen ist.
  • Wenn das andere Feld 2, 3 über die kapazitive Spannungsmessvorrichtung 12, 13 verfügt, kann die von dieser zu diesem Zeitpunkt gelieferte Spannungsinformation von der Auswertevorrichtung 15 unter Zuhilfenahme der Referenz-Spannung vom hochgenauen Messwandler 14 kalibriert werden. Dazu weist die Auswertevorrichtung 15 in der entsprechenden Implementierung geeignete Mittel auf, um einen solchen Kalibriervorgang automatisch zu starten oder eine manuelle Auslösung durch einen Systemnutzer zu ermöglichen. Solche Mittel sind Fachwissen und bedürfen daher hier keiner näheren Erläuterung. Sie umfassen einen geeigneten, typisch in Software implementierten Kalibrieralgorithmus und zugehörige Initialisierungsmittel, im Fall der manuellen Auslösbarkeit u.a. eine entsprechende Kalibriertaste.
  • Durch diesen Kalibriervorgang wird dem von der entsprechenden kapazitiven Spannungsmessvorrichtung 12, 13 gelieferten Ausgangssignal die Referenz-Spannung vom hochpräzisen Messwandler 14 zugeordnet. Dies legt dann eine neu kalibrierte Messkennlinie für die kapazitive Spannungsmessvorrichtung 12, 13 fest, bei der es sich in diesem Fall praktisch um eine Nullpunktgerade handelt. Der Systemnutzer wird eine manuelle Kalibrierung im Allgemeinen dann anfordern, wenn er weiß, dass die genannten Lastschalter momentan geschlossen sind und die besagte galvanische Verbindung zwischen dem Kundenabgangs-Feld 4 als Referenz-Feld und dem anderen, mit der kapazitiven Spannungsmessvorrichtung 12, 13 ausgerüsteten Feld 2, 3 besteht. Je nach Bedarf und Implementierung kann die Auswertevorrichtung 15 dafür ausgelegt sein, den Schaltzustand der Lastschalter 5, 6, 7 über entsprechende Kontakte direkt oder indirekt über die zugeführten Strom- und Spannungsmesssignale von den verschiedenen Feldern 2, 3, 4 zu erkennen und abhängig davon einen jeweiligen Kalibriervorgang zuzulassen oder selbsttätig einzuleiten.
  • Das solchermaßen kalibrierte Messsignal der kapazitiven Spannungsmessvorrichtung 12, 13 kann für das betreffende Feld 2, 3 zur Fehlererkennung und/oder Lastflussbestimmung mit hoher Genauigkeit verwendet werden. Insbesondere ist die damit erzielbare Genauigkeit für das jeweilige Feld 2, 3 deutlich höher als bei Verwendung des unkalibrierten Messsignals der kapazitiven Spannungsmessvorrichtung 12, 13, entsprechend der deutlich höheren Spannungsmessgenauigkeit des hochpräzisen Messwandlers 14 verglichen mit derjenigen der kapazitiven Spannungsmessvorrichtungen 12, 13. Durch Wiederholung des erläuterten Kalibriervorgangs zu geigneten Zeitpunkten, in denen die dafür erforderliche galvanische Verbindung von Referenz-Feld 4 und dem anderen Feld 2, 3 besteht, wie oben erläutert, kann die hohe Genauigkeit der Lastflussermittlung bzw. Fehlererkennung für das jeweilige Feld 2, 3 dauerhaft aufrecht erhalten werden.
  • Wie die obige Beschreibung des exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiels deutlich macht, ermöglicht die Erfindung eine Fehler- und/oder Lastflussermittlung für wenigstens ein Feld 2, 3 mit einer vergleichsweise hohen Genauigkeit, ohne dass hierfür dieses Feld 2, 3 selbst mit einer Spannungsmessvorrichtung entsprechend hoher Messgenauigkeit ausgerüstet ist. Die Auswertevorrichtung 15 benutzt ein Referenz-Spannungsmesssignal vergleichsweise hoher Genauigkeit, das von einem außerhalb des betrachteten Feldes 2, 3 angeordneten Spannungsmesswandler 14 geliefert wird, der die gewünschte hohe Messdes betrachteten Feldes 2, 3 oder bevorzugt dazu, mit diesem Referenz-Spannungsmesssignal ein Spannungsmesssignal zu kalibrieren, das von einer dem betrachteten Feld 2, 3 zugeordneten Spannungsmessvorrichtung 12, 13 niedrigerer Messgenauigkeit gewonnen wird.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der hochgenaue Referenz-Messwandler 14 einem der im System vorhandenen Felder 2, 3, 4 zugeordnet, hier dem Kundenabgangs-Feld 4. In alternativen Ausführungsformen ist er einem der anderen Felder zugeordnet, wie einem der Ringleitungs-Felder 2, 3.
  • Insbesondere für die an das Verteilnetz angekoppelten Ringleitungs-Felder 2, 3 ist es wünschenswert, den über deren Kabel fließenden Lastfluss zu bestimmen, beispielsweise um deren Belastung zu ermitteln, und/oder selbige auf auftretende elektrische. Fehler zu überwachen und deren Entfernung im System erkennen zu können. Die Auswertevorrichtung 15 ist mit ihrem Auswerteteil 15a geeignet in an sich bekannter Weise für diese Fehler- und/oder Lastflusserfassung ausgelegt, was daher hier keiner näheren Erläuterungen bedarf. Je nach Bedarf und Anwendungsfall kann die Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung nur zur Fehlererfassung, nur zur Lastflusserfassung oder sowohl zur Fehler- als auch zur Lastflusserfassung für ein jeweiliges Feld ausgelegt sein. Die erfindungsgemäße Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung ermöglicht dies jeweils mit vergleichsweise hoher Genauigkeit, insbesondere durch Verwendung einer sehr genauen Spannungsmessinformation. Häufig kann das Kundenabgangs-Feld 4 ohne eigenen Strommesswandler bleiben, da der Laststrom im Lastflusspfad des Kundenabgangs-Feldes 4 über die Knotenpunktregel aus den für die übrigen Felder 2, 3 bestimmten Lastströmen berechnet werden kann. In manchen Fällen ist zudem keine Lastflussermittlung für das Kundenabgang-Feld 4 erforderlich, so dass auch insoweit kein Strommesswandler für das Kundenabgangs-Feld 4 nötig ist.
  • Es versteht sich, dass in weiteren alternativen Ausführungsformen der Erfindung die Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung in Systemen mit mehr als den in der Figur gezeigen drei Feldern verwendet ist, wobei vorzugsweise ein einziger Referenz-Spannungsmesswandler hoher Messgenauigkeit dazu dient, eine hochgenaue Referenz-Spannungsinformation zu liefern, die wie erläutert direkt oder kalibrierend bei der Fehler- und/oder Lastflussermittlung von all denjenigen Feldern herangezogen werden kann, die nicht mit einem so genau messenden Spannungsmesswandler ausgerüstet sind. Die Erfindung kombiniert auf diese vorteilhafte Weise eine in der Verwendung nur eines hochgenauen Spannungsmesswandlers liegende Aufwandminimierung mit einer sehr genauen Lastflussermittlung für eine praktisch beliebige Anzahl von an eine Sammelschiene ankoppelbaren Feldern einer Hochspannungsanlage, wie einer Ortsnetztrafostation oder einer anderen Verteilnetzstation oder Schaltanlage des Systems.
  • Das System lässt sich sowohl in der Mittel- und Hochspannungsverteilung als auch in der Niederspannungsverteilung einsetzen. Im letztgenannten Fall kann ebenfalls eine genaue Referenzspannungsmessung über z.B. eine ohmsche Spannungsmessung in einem Feld erfolgen, und die anderen Felder brauchen jeweils nur mit einer einfachen kapazitiven Spannungsmessvorrichtung ausgerüstet werden, die über die Referenzspannungsmessung kalibriert werden kann.

Claims (5)

  1. Einrichtung zur Fehler- und/oder Lastflusserfassung für wenigstens ein erstes, mit einer Sammelschiene (1) koppelbares Feld (2, 3) einer Nieder- oder Hochspannungsanlage, mit - einer Strommessanordnung zur Messung eines elektrischen Stroms in dem wenigstens einen ersten Feld (2, 3), die einen Strommesswandler (10, 11) beinhaltet, - einer Spannungsmessanordnung zur Messung einer elektrischen Spannung in dem wenigstens einen ersten Feld (2, 3), die eine kapazitive Spannungsmessvorrichtung (12, 13) beinhaltet, und - einer Auswertevorrichtung (15) zur Ermittlung eines elektrischen Fehlers und/oder eines feldbezogenen Lastflusses anhand von Strommessinformationen der Strommessanordnung und Spannungsmessinformationen der Spannungsmessanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass - die Spannungsmessanordnung einen Messwandler (14) mit einer Referenz-Spannungsmessvorrichtung aufweist, die auf eine höhere Messgenauigkeit ausgelegt ist als die kapazitive Spannungsmessvorrichtung (12, 13) und deren Messstelle sich in einem anderen, zweiten Feld (4) befindet, und - die Auswertevorrichtung (15) dafür ausgelegt ist, zur Fehler- und/oder Lastflussermittlung für das wenigstens eine erste Feld (2, 3) eine von der Referenz-Spannungsmessvorrichtung gewonnene Referenz-Spannung als direkte Spannungsmessinformation für das wenigstens eine erste Feld (2, 3) oder zur Kalibrierung einer von der kapazitiven Spannungsmessvorrichtung (12, 13) des wenigstens einen ersten Feldes (2, 3) gewonnenen Spannungsmessinformation heranzuziehen, wobei die Referenz-Spannung zu einem Zeitpunkt gewonnen ist, zu dem das wenigstens eine erste Feld (2, 3) mit der Messstelle der Referenz-Spannungsmessvorrichtung galvanisch in Verbindung steht.
  2. Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Messwandler (14) zur zusätzlichen Strommessung am zweiten Feld (4) eingerichtet ist oder dem zweiten Feld (4) ein vom Messwandler (14) separater Strommesswandler oder kein Strommesswandler zugeordnet ist.
  3. Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Spannungsmessvorrichtung einen induktiven Spannungswandler oder eine Spannungsmesseinheit mit ohmschem Teiler beinhaltet.
  4. Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Spannungsmessvorrichtung von einer Spannungsmesseinheit an einer Abgangsseite einer Ortsnetztrafostation gebildet ist.
  5. Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (15) Mittel zur automatischen oder manuell auslösbaren Kalibrierung der von der jeweiligen kapazitiven Spannungsmessvorrichtung (12, 13) am zugehörigen wenigstens einen ersten Feld (2, 3) gewonnenen Spannungsmessinformation durch die von der Referenz-Spannungsmessvorrichtung gewonnene Referenz-Spannung aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015104783B4 (de) 2015-03-27 2017-02-09 Sma Solar Technology Ag Verfahren zum Verbinden einer Energieerzeugungsanlage mit einem Mittelspannungsnetz und Energieerzeugungsanlage
DE102016104874A1 (de) 2016-03-16 2017-09-21 Dipl.-Ing. H. Horstmann Gmbh "Vorrichtung zur Fehlererfassung für Mittel- oder Hochspannungsanlagen mit umgebungs- und zustandsabhängiger Spannungs-Kalibrierung"
DE102018106200B4 (de) * 2018-03-16 2019-11-14 Innogy Se Oberwellenmessung in Stromnetzen
CN110212531A (zh) * 2019-07-01 2019-09-06 上海外高桥造船有限公司 船用主配电板的配电电路

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2480881A (en) 1946-02-06 1949-09-06 Ferber R Schleif Apparatus for adjusting capacitor potential devices
US5821742A (en) 1994-11-30 1998-10-13 Utility Test Equipment Company Computerized solid state energy meter test system and method of testing
DE19755887A1 (de) 1997-12-05 1999-06-10 Siemens Ag Spannungswandlereinrichtung für Mittel- bzw. Hochspannungs-Leistungsschalteranlagen
DE10346356A1 (de) 2003-09-26 2005-05-12 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Spannungsmessung
EP1459082B1 (de) 2001-12-28 2010-02-10 ABB Technology AG Verfahren zur on-line-eichung eines spannungssensors mit niedriger genauigkeit über einem kommunikationsbus
EP2429048A2 (de) 2010-09-10 2012-03-14 Köhl Ag Überwachungs- und Schutzsystem für eine Mittel- oder Niederspannungsschaltanlage und Verfahren zum Betrieb derselben
DE102011075353A1 (de) 2011-05-05 2012-11-08 Kries-Energietechnik Gmbh & Co.Kg Fehlerüberwachungssystem für eine Verteilnetzstation eines Energieversorgungsnetzes
EP2893545B1 (de) 2012-09-04 2016-01-13 ABB Technology AG Verfahren zum betreiben einer elektrischen vorrichtung und elektrische vorrichtung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2480881A (en) 1946-02-06 1949-09-06 Ferber R Schleif Apparatus for adjusting capacitor potential devices
US5821742A (en) 1994-11-30 1998-10-13 Utility Test Equipment Company Computerized solid state energy meter test system and method of testing
DE19755887A1 (de) 1997-12-05 1999-06-10 Siemens Ag Spannungswandlereinrichtung für Mittel- bzw. Hochspannungs-Leistungsschalteranlagen
EP1459082B1 (de) 2001-12-28 2010-02-10 ABB Technology AG Verfahren zur on-line-eichung eines spannungssensors mit niedriger genauigkeit über einem kommunikationsbus
DE10346356A1 (de) 2003-09-26 2005-05-12 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Spannungsmessung
EP2429048A2 (de) 2010-09-10 2012-03-14 Köhl Ag Überwachungs- und Schutzsystem für eine Mittel- oder Niederspannungsschaltanlage und Verfahren zum Betrieb derselben
DE102011075353A1 (de) 2011-05-05 2012-11-08 Kries-Energietechnik Gmbh & Co.Kg Fehlerüberwachungssystem für eine Verteilnetzstation eines Energieversorgungsnetzes
EP2893545B1 (de) 2012-09-04 2016-01-13 ABB Technology AG Verfahren zum betreiben einer elektrischen vorrichtung und elektrische vorrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FLOSDORFF, René ; HILGARTH, Günther: Kapitel 4.3 Planung, Aufbau und Betrieb von Schaltanlagen – Abschnitt 4.3.5 Schaltanlagen für Hochspannung. In: Elektrische Energieverteilung. 9., durchges. und aktualisierte Aufl. Wiesbaden : Teubner, 2005. S. 270-275. – ISBN 978-3-519-36424-5

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