WO2022128558A1

WO2022128558A1 - Überwachung von leistungselektrischen einrichtungen

Info

Publication number: WO2022128558A1
Application number: PCT/EP2021/084337
Authority: WO
Inventors: Nicolo BIANCHI; Norbert Kaiser; Stefan Lecheler
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2022-06-23
Also published as: DE102020216013A1; EP4241096A1

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Überwachungsanordnung (2) für eine leistungselektrische Einrichtung (1) und eine leistungselektrische Einrichtung (1) mit einer solchen Überwachungsanordnung (2). Die Überwachungsanordnung (2) ist mit einem Eingang (12) für eine Hilfsspannungsquelle (3), einem Ausgang (13) für die Hilfsspannungsquelle (3) sowie einem zwischen den Eingang (12) und den Ausgang (13) geschalteten und mit einer Steuereinheit (7) verbundenen Sensor (8) ausgestattet. Der Sensor (8) ist dazu ausgebildet, einen zwischen dem Eingang (12) und dem Ausgang (13) fließenden Strom zu erfassen und als Strommesswert der Steuereinheit (7) zu übermitteln. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit (7) dazu ausgebildet, in einer Serie von Strommesswerten einen charakteristischen Verlauf eines Ereignisses in einer durch den Ausgang (13) für die Hilfsspannungsquelle (3) versorgten Hilfsfunktionseinheit (4) der leistungselektrischen Einrichtung (1) zu erkennen. Die Steuereinheit (7) ist erfindungsgemäß außerdem dazu ausgebildet, den erkannten charakteristischen Verlauf mit einem erwarteten charakteristischen Verlauf zu vergleichen und in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf ein Wartungssignal auszugeben.

Description

Beschreibung

Überwachung von leistungselektrischen Einrichtungen

Technisches Gebiet

Die Erfindung betri f ft eine Überwachungsanordnung für eine leistungselektrische Einrichtung, eine leistungselektrische Einrichtung mit einer solchen Überwachungsanordnung, ein Verfahren zum Überwachen einer leistungselektrischen Einrichtung sowie einen Datenträger mit einem Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens .

Technischer Hintergrund

Leistungselektrische Einrichtungen wie beispielsweise luft- oder gasisolierte Mittelspannungsschaltanlagen oder Umspannanlagen umfassen üblicherweise neben einer Haupt funktionsein- heit wie Leistungsschaltern oder Trans formatoren auch eine oder mehrere Hil fs funktionseinheiten . Diese Hil fs funktionseinheiten unterstützen die Haupt funktionseinheit und ermöglichen unter anderem eine Veränderung des Betriebs zustandes der Haupt funktionseinheit . Beispielsweise kann der Leistungsschalter durch Federantriebe geöf fnet oder geschlossen werden, wobei in den Federantrieben verbaute Federn gespannt o- der gestaucht gehalten werden, um gegebenenfalls einen Schaltvorgang des Leistungsschalters möglichst schnell durchführen zu können . Das Auslösen des Federantriebs kann beispielsweise durch ein Solenoid als weitere Hil fs funktionseinheit der leistungselektrischen Einrichtung erfolgen . Die Federn können anschließend durch weitere Hil fs funktionseinheiten wie Elektromotoren erneut gespannt oder gestaucht werden . Bei Umspannanlagen können Hil fs funktionseinheiten beispielsweise für das Wechseln eines Wicklungsabgri f fs einer Transformatorwicklung vorgesehen sein . Weitere Beispiele für Hil fs funktionseinheiten sind Kühleinheiten wie Kühlmittelpumpen und dergleichen .

Das Funktionieren der Haupt funktionseinheit ist von demj enigen der Hil fs funktionseinheiten abhängig . Fällt eine Hil fsfunktionseinheit aus , kann die Haupt funktionseinheit nicht mehr ordnungsgemäß betrieben werden . Deswegen wird hoher Wartungsaufwand betrieben, um einen unerwarteten Aus fall der leistungselektrischen Einrichtung zu verhindern .

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe , Mittel und Verfahren bereitzustellen, die eine hohe Zuverlässigkeit einer leistungselektrischen Einrichtung bei niedrigen Betriebskosten ermöglichen .

Die Erfindung führt daher eine Überwachungsanordnung für eine leistungselektrische Einrichtung gemäß Anspruch 1 , eine leistungselektrische Einrichtung mit einer solchen Überwachungsanordnung gemäß Anspruch 8 , ein Verfahren zum Überwachen einer leistungselektrischen Einrichtung gemäß Anspruch 11 sowie einen Datenträger mit einem Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 12 ein . Bevorzugte Aus führungsformen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche .

Zusammenfassung der Erfindung

Ein erster Aspekt der Erfindung betri f ft eine Überwachungsanordnung für eine leistungselektrische Einrichtung und mit einem Eingang für eine Hil fsspannungsquelle , einem Ausgang für die Hil fsspannungsquelle sowie einem zwischen den Eingang und den Ausgang geschalteten und mit einer Steuereinheit verbundenen Sensor . Der Sensor ist dazu ausgebildet , einen zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Strom zu erfassen und als Strommesswert der Steuereinheit zu übermitteln . Der Sensor kann beispielsweise eine Hallsonde oder ein Messwiderstand einer bekannten Größe sein und eine zu dem durch den Sensor fließenden Strom proportionales Spannungssignal als Strommesswert ausgeben . Es ist auch möglich, dass der Sensor zusätzlich einen Analog-Digital-Umsetzer umfasst , so dass der Strommesswert als digitaler Wert an die Steuereinheit übermittelt werden kann . Die Hil fsspannungsquelle wird üblicherweise eine eigenständige Funktionseinheit der leistungselektrischen Einrichtung sein und dient dazu, die (weiteren) Hil fs funktionseinheiten der leistungselektrischen Einrichtung mit Elektri zität zu versorgen . Die Hil fsspannungsquelle kann über eine Batterie und/oder ein Versorgungsnetz versorgt werden und insbesondere eine oder mehrere Gleichspannungen zur Verfügung stellen .

Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit dazu ausgebildet , in einer Serie von Strommesswerten einen charakteristischen Verlauf eines Ereignisses in einer durch den Ausgang für die Hil fsspannungsquelle versorgten Hil fs funktionseinheit der leistungselektrischen Einrichtung zu erkennen . Beispielsweise kann ein Einschaltereignis durch eine kurz zeitige Erhöhung des Stromes charakterisiert sein, wobei für die Art des Ereignisses und seine Quelle ( also derj enigen Hil fs funktionseinheit , in der das Ereignis aufgetreten ist ) kennzeichnende Zeitspannen und Amplituden gegeben sein können . Die Erfindung beruht hierbei auf der Einsicht , dass die verschiedenen Ereignisse in den Hil fs funktionseinheiten quasi einen Fingerabdruck in dem von den Hil fs funktionseinheiten auf genommenen Strom hinterlassen .

Die Steuereinheit ist erfindungsgemäß außerdem dazu ausgebildet , den erkannten charakteristischen Verlauf mit einem erwarteten charakteristischen Verlauf zu vergleichen und in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf ein Wartungssignal aus zugeben . Die Steuereinheit kann beispielsweise das Wartungssignal über eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle an eine entfernte Steuerzentrale ausgeben, so dass von dort aus eine geeignete Wartungsmaßnahme veranlasst werden kann . Die Überwachungsanordnung der Erfindung besitzt den Vorteil , dass Veränderungen der charakteristischen Verläufe aufgrund von Alterung oder sonstiger Beeinträchtigung der Hil fs funktionseinheiten bemerkt und dadurch Rückschlüsse auf die Notwendigkeit einer Wartungsmaßnahme gemacht werden können . Dadurch können Wartungsmaßnahmen rechtzeitig vor einem Funktionsausfall der Hil fs funktionseinheit und dadurch verursacht der Haupt funktionseinheit veranlasst werden, gleichwohl bedarf es keiner regelmäßigen Inspektion und keines vorsorglichen Austauschens von Verschleißkomponenten der Hil fs funktionseinheiten oder gar der Hil fs funktionseinheiten selbst mehr, wodurch Kosten eingespart werden können . Dabei ermöglicht es die Erfindung, eine Mehrzahl von durch die Hil fsspannungsquelle versorgten Hil fs funktionseinheiten mit nur einem einzigen Sensor zu überwachen, so dass die Überwachungsanordnung der Erfindung kostengünstig umsetzbar ist .

Die Steuereinheit muss dabei nicht notwendigerweise am Ort der leistungselektrischen Einrichtung angeordnet sein, sondern kann selbst entfernt oder auch als über mehrere Einheiten und Orte verteilte Anordnung implementiert sein . Dabei kann eine Steuereinheit für mehrere leistungselektrische Einrichtungen gemeinsam vorgesehen sein, so dass auch Erkenntnisse über Ereignisse in einer leistungselektrischen Einrichtung für die Überwachung weiterer leistungselektrischer Einrichtungen verwendet werden können . Dies ist beispielsweise dann sinnvoll , wenn die erwarteten charakteristischen Verläufe während des Betriebs der Überwachungsanordnung basierend auf den tatsächlich eingetretenen Ereignissen modi fi ziert werden, indem zum Beispiel Maschinenlernen verwendet wird .

Grundsätzlich kann die Steuereinheit dabei unterschiedliche Arten von Ereignissen und unterschiedliche oder gleichartige Ereignisse in verschiedenen Hil fs funktionseinheiten unterscheiden und bewerten . Die Erfindung ermöglicht dies vorteilhaft dadurch, dass der Sensor an der Hil fsspannungsversorgung an einem funktional zentralen Punkt der leistungselektrischen Einrichtung angeordnet ist , an dem die in dem fließenden Strom enthaltenen Informationen über die Ereignisse zusammenkommen . Die Steuereinheit kann dabei auch ausgebildet sein, einander zeitlich überlappende Ereignisse zu erkennen .

Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, den Strom mit einer Abtastrate zwischen 1 und 50 Kilohertz , vorzugsweise zwischen 5 und 30 Kilohertz , besonders bevorzugt zwischen 8 und 20 Kilohertz , zu erfassen . Bei diesen Abtastraten stehen einerseits ausreichend Strommesswerte für das Erkennen eines charakteristischen Verlaufs zur Verfügung, andererseits kann eine solche Überwachungsanordnung immer noch kostengünstig umgesetzt werden .

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgebildet , den erkannten charakteristischen Verlauf einem Ereignistyp einer Mehrzahl von vorbestimmten Ereignistypen zuzuordnen . Dadurch kann bestimmt werden, welche Art von Ereignis von der Überwachungsanordnung erkannt wurde , was wiederum auf eine typischerweise das Ereignis aus führende Hil fs funktionseinheit der leistungselektrischen Einrichtung als Quelle des Ereignisses rückschließen lässt . Dadurch, dass die verursachende Hil fsfunktionseinheit beziehungsweise eine bestimmte verursachende Komponente der Hil fs funktionseinheit anhand des Ereignistyps identi fi ziert wird, kann auch festgestellt werden, über welche Funktionseinheit oder Komponente anhand der Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf eine Aussage getrof fen wird .

Die Steuereinheit kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, j eweilige Kreuzkorrelationen zwischen der Serie von Strommesswerten und einer Mehrzahl von Vorgabeverläufen, welche j eweils einen der vorbestimmten Ereignistypen beschreiben, zu bilden und den charakteristischen Verlauf in der Serie von Strommesswerten in Abhängigkeit der j eweiligen Ergebnisse der Kreuzkorrelationen zu erkennen und den erkannten charakteristischen Verlauf einem der vorbestimmten Ereignistypen zuzu- ordnen . Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit der Überwachungsanordnung mit einem neuronalen Netzwerk ausgestattet sein, welches dazu ausgebildet ist , den charakteristischen Verlauf in der Serie von Strommesswerten zu erkennen . Ein solches neuronales Netzwerk kann insbesondere im Rahmen des Maschinenlernens eingesetzt werden, wodurch eine mit der Zeit zunehmende Qualität der Wartungssignale der Überwachungsanordnung hinsichtlich Zeitpunkt und Genauigkeit erreicht werden kann . Dies ist insbesondere dann der Fall , wenn erkannte charakteristische Verläufe aus einer Viel zahl von leistungselektrischen Einrichtungen zusammengeführt werden und im Wege des Maschinenlernens die erwarteten charakteristischen Verläufe mit der Zeit angepasst werden .

Außerdem kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, eine Spektralrepräsentation der Serie von Strommesswerten zu bestimmen und den charakteristischen Verlauf anhand der Spektralrepräsentation zu erkennen . Derartige Aus führungsvarianten lassen sich auch mit den vorgenannten Ansätzen zum Maschinenlernen kombinieren .

Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet , einen Grad einer Übereinstimmung der Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf mit einer Mehrzahl von vorbestimmten Fehlerbildern zu bestimmen und das Wartungssignal aus zugeben, wenn der Grad der Übereinstimmung für wenigstens eines der vorbestimmten Fehlerbilder einen Schwellwert übersteigt . Dabei ist die Steuereinheit außerdem dazu ausgebildet , mit dem Wartungssignal eine Information über das wenigstens eine Fehlerbild aus zugeben, für das der Grad der Übereinstimmung den Schwellwert überstiegen hat . Die Information kann dazu verwendet werden, die Ursache der Abweichung des erkannten charakteristischen Verlaufs von dem erwarteten charakteristischen Verlauf zu bestimmen und die vorzunehmende Wartungsmaßnahme auf die Beseitigung der Ursache zu richten . Beispielsweise kann die Information hel fen, eine erschlaf fende Feder eines Federantriebs , ein schwergängiges Getriebe oder ver- brauchte Bürsten einer elektrischen Antriebseinheit , ein verzögert auslösendes Relais oder dergleichen zu erkennen und zuzuordnen .

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betri f ft eine leistungselektrische Einrichtung mit einer leistungselektrischen Hauptfunktionseinheit , einer Hil fsspannungsquelle , wenigstens einer Hil fs funktionseinheit zum Betreiben der Haupt funktions- einheit und einer zwischen die Hil fsspannungsquelle und die wenigstens eine Hil fs funktionseinheit geschalteten Überwachungsanordnung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt .

Die leistungselektrische Haupt funktionseinheit kann beispielsweise ein Schalter ( z . B . Lastschalter oder Leistungsschalter ) , ein Kurzschließer, ein Lichtbogenlöscher oder ein Trans formator sein, die Erfindung kann j edoch auch auf andere Arten von leistungselektrischen Anlagen im Gebiet der Starkstrom- , Mittelspannungs- oder Hochspannungstechnik angewendet werden .

Die Hil fs funktionseinheit kann insbesondere ein Hil fsschalter oder ein Hil fsmotor sein .

Ein weiterer Erfindungsaspekt führt ein Verfahren zum Überwachen einer leistungselektrischen Einrichtung ein . Das Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf :

-- Erfassen eines Stromes einer Hil fsspannungsquelle in einer Serie von Strommesswerten;

-- Erkennen eines charakteristischen Verlaufs in der Serie von Strommesswerten;

-- Vergleichen des erkannten charakteristischen Verlaufs mit einem erwarteten charakteristischen Verlauf ; und

-- Ausgeben eines Wartungssignals in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf .

Die Erfindung betri f ft außerdem einen Datenträger mit einem Computerprogramm, das , von einer Steuereinheit einer leis- tungselektrischen Einrichtung ausgeführt , das erfindungsgemäße Verfahren durchführt .

Kurzbeschreibung der Abbildungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen von Aus führungsbeispielen näher erläutert . Es zeigen :

Figur 1 ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen leistungselektrischen Einrichtung;

Figur 2 ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung; und

Figur 3 ein Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen einer leistungselektrischen Einrichtung .

Aus führliche Beschreibung der Abbildungen

Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen leistungselektrischen Einrichtung 1 . Die leistungselektrische Einrichtung 1 kann beispielsweise eine lüft- oder gasisolierte Hoch- oder Mittelspannungsschaltanlage , eine Umspannanlage oder dergleichen mehr sein . Die leistungselektrische Einrichtung 1 umfasst hierzu eine Haupt funktionseinheit 5 , die dementsprechend ein Schalter mit Vakuumschaltröhren, ein Transformator mit mehreren Abgri f fen oder eine andere leistungselektrische Funktionseinheit sein kann .

Die leistungselektrische Einrichtung 1 besitzt außerdem zwei Hil fs funktionseinheiten 4 , die j e nach Art der Hauptfunktionseinheit 5 unterschiedlich ausgebildet sein können . Beispielsweise kann es sich bei den Hil fs funktionseinheiten 4 um Hil fsantriebe für das Spannen oder Stauchen der Feder eines Federantriebs oder auch um eine Kühleinrichtung mit einem Kühlmittelkompressor handeln.

Die Hilfsfunktionseinheiten 4 werden durch eine Hilfsspannungsversorgung 3 versorgt, wobei die Hilfsspannungsversorgung 3 je nach Bedarf der Hilfsfunktionseinheiten 4 auch mehrere unterschiedliche Spannungsniveaus und Spannungsformate (Gleichspannung und/oder Wechselspannung mit unterschiedlichen Amplituden etc.) gleichzeitig bereitstellen kann.

Zwischen die Hilfsspannungsquelle 3 und die Hilfsfunktionseinheiten 4 ist eine Überwachungsanordnung 2 geschaltet, die den von der Hilfsspannungsquelle 3 für die Hilfsfunktionseinheiten 4 bereitgestellten Strom beobachtet, um die Hilfsfunktionseinheiten 4 und insbesondere deren technischen Gesundheitszustand zu beurteilen. Falls die Hilfsspannungsquelle 3 mehrere unterschiedliche Spannungen bereitstellt, kann die Überwachungsanordnung 2 ausgebildet sein, mehrere oder alle dieser unterschiedlichen Spannungen zu überwachen.

Die Überwachungsanordnung 2 ist dazu vorgesehen, Ereignisse in den Hilfsfunktionseinheiten 4 anhand von Variationen in der Stromaufnahme der Hilfsfunktionseinheiten 4 zu detektie- ren, wobei eine einzelne Überwachungsanordnung 2 für mehrere Hilfsfunktionseinheiten 4 ausreicht, da die Hilfsfunktionseinheiten 4 aus derselben Hilfsspannungsquelle 3 versorgt werden. Es kann zwar durch zeitlich in dichter Folge oder auch gleichzeitig statt findende Ereignisse zu einer Überlagerung der Variationen in der Stromaufnahme kommen, diese können jedoch signaltechnisch voneinander separiert werden.

Diese Variationen in der Stromaufnahme besitzen charakteristische Verläufe, die es erlauben, den Ereignistyp, also beispielsweise ein Schaltereignis oder das Anlaufen eines elektrischen Antriebes usw., zu identifizieren, ohne dass die Überwachungsanordnung 2 datentechnisch mit den Hilfsfunktionseinheiten 4, der Haupt funktionseinheit 5 oder einer lokalen oder entfernten Steuervorrichtung der leistungselektroni- sehen Einrichtung 1 verbunden und von j enen über die j eweiligen Betriebsmaßnahmen informiert werden müsste .

Die erfindungsgemäße Überwachungsanordnung 2 kann somit mit geringem Aufwand eine komplexe leistungselektrische Einrichtung 1 überwachen und insbesondere auch bei geringem Aufwand nachträglich in eine leistungselektrische Einrichtung 1 eingebaut werden . Dabei bietet die Überwachungsanordnung 2 den Vorteil , demselben Ereignistyp zugeordnete charakteristische Verläufe auf Langzeitveränderungen und weitere Abweichungen von erwarteten charakteristischen Verläufen untersuchen zu können, wodurch ein Rückschluss auf den Gesundheits zustand der von der Hil fsspannungsquelle 3 versorgten Hil fs funktionseinheiten 4 getrof fen werden kann . Dementsprechend kann die Überwachungsanordnung 2 ein Wartungssignal ausgeben, das beispielsweise die Notwendigkeit einer Wartungsmaßnahme , die Art des erwarteten oder vorliegenden Fehlers und gegebenenfalls die Art der erforderlichen Wartungsmaßnahme angibt .

Figur 2 zeigt ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung 2 . Die Überwachungsanordnung 2 umfasst einen Sensor 8 , der zwischen einen Eingang 12 und einen Ausgang 13 für die Hil fsspannungsquelle 3 der leistungselektrischen Einrichtung 1 geschaltet ist und dazu dient , den von der Hil fsspannungsquelle 3 den Hil fs funktionseinheiten 4 be- reitgestellten Strom zu erfassen . Im gezeigten Aus führungsbeispiel umfasst der Sensor 8 lediglich beispielhaft einen Messwiderstand 9 , durch den der Strom fließt , und eine Spannungsmesseinheit 10 , die die von dem Strom über dem Messwiderstand 9 verursachte Spannung erfasst . Diese Spannung ist proportional zu dem Strom, so dass sie als Messsignal dienen kann .

Der Sensor 8 kann beispielsweise mit einer Taktfrequenz im Kilohertzbereich Strommesswerte erfassen und an eine Steuereinheit 7 übermitteln, die die datentechnische Auswertung der Strommesswerte durchführt . Die Steuereinheit 7 kann dabei lokal oder entfernt vom Sensor 8 angeordnet sein . Beispielswei- se ist es möglich, nur den Sensor 8 der Überwachungsanordnung 2 innerhalb der Schalt- oder Umspannanlage anzuordnen, die den Kern der leistungselektrischen Einrichtung bildet , und die weiteren Funktionseinheiten der Uberwachungsanordnung 2 über eine drahtgebundene , drahtlose , optische oder sonstige Datenverbindung mit dem Sensor 8 zu verbinden .

Die Steuereinheit 7 kann beispielsweise mit einem Speicher 11 verbunden sein, indem Programmcode und/oder Strommesswerte und bei der Verarbeitung entstehende temporäre und persistente Daten abgelegt sein können .

Die Uberwachungsanordnung 2 verfügt außerdem über eine mit der Steuereinheit 7 verbundene Kommunikationsschnittstelle 6 , über welche ein Wartungssignal der oben beschriebenen Art ausgegeben werden kann . Das Wartungssignal kann aber bei besonders einfachen Aus führungs formen der Erfindung auch lediglich ein Ton- oder Lichtsignal darstellen, so dass entsprechend die Kommunikationsschnittstelle 6 entfallen kann .

Figur 3 zeigt ein Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen einer leistungselektrischen Einrichtung 1 . Das Verfahren beginnt in einem Startschritt S O und setzt mit einem ersten Schritt S 1 fort , in dem der Strom der Hil fsspannungsquelle 3 in einer Serie von Strommesswerten erfasst wird . Dieser Schritt S 1 kann fortlaufend und parallel zu den weiteren Verfahrensschritten ausgeführt werden .

In einem nachfolgenden Schritt S2 wird die Serie von Strommesswerten auf das Vorliegen eines charakteristischen Verlaufs untersucht und ein solcher - falls vorhanden - erkannt . In Schritt S3 wird der erkannte charakteristische Verlauf mit einem erwarteten charakteristischen Verlauf verglichen . Dabei kann auch ein Ereignistyp des den charakteristischen Verlauf verursachenden Ereignisses bestimmt werden .

In Schritt S4 wird geprüft , ob eine Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten cha- rakteristischen Verlauf einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt . I st dies nicht der Fall , wird geschlossen, dass die Hil fs funktionseinheit , in der es zu dem verursachenden Ereignis gekommen ist , gesund ist und keiner Wartungsmaßnahme be- darf . In diesem Fall verzweigt das Verfahren zum Beginn des Verfahrens zurück . Im anderen Fall wird mit Schritt S5 fortgesetzt , in dem ein Wartungssignals ausgegeben wird, um die Notwendigkeit eines Wartungsmaßnahme anzuzeigen . Die Erfindung wurde anhand von Abbildungen von Aus führungsbeispielen näher erläutert . Die Aus führungsbeispiele dienen dabei lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen diese , wie sie ausschließlich von den nachfolgenden Patentansprüchen definiert wird, nicht beschränken .

Bezugs zeichenliste

1 leistungselektrische Einrichtung

2 Überwachungsanordnung 3 Hil fsspannungsquelle

4 Hil fs funktionseinheit

5 Haupt funktionseinheit

6 Kommunikationsschnittstelle

7 Steuereinheit 8 Sensor

9 Messwiderstand

10 Spannungsmesseinheit

11 Speicher

12 Eingang 13 Ausgang

Claims

Patentansprüche

1. Eine Überwachungsanordnung (2) für eine leistungselektrische Einrichtung (1) und mit einem Eingang (12) für eine Hilfsspannungsquelle (3) , einem Ausgang (13) für die Hilfsspannungsquelle (3) sowie einem zwischen den Eingang (12) und den Ausgang (13) geschalteten und mit einer Steuereinheit (7) verbundenen Sensor (8) , welcher ausgebildet ist, einen zwischen dem Eingang (12) und dem Ausgang (13) fließenden Strom zu erfassen und als Strommesswert der Steuereinheit (7) zu übermitteln, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Steuereinheit (7) ausgebildet ist, in einer Serie von Strommesswerten einen charakteristischen Verlauf eines Ereignisses in einer durch den Ausgang (13) für die Hilfsspannungsquelle (3) versorgten Hilfsfunktionseinheit (4) der leistungselektrischen Einrichtung (1) zu erkennen, den erkannten charakteristischen Verlauf mit einem erwarteten charakteristischen Verlauf zu vergleichen und in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf ein Wartungssignal auszugeben.

2. Die Überwachungsanordnung (2) des vorhergehenden Anspruchs, bei der der Sensor (8) dazu ausgebildet ist, den Strom mit einer Abtastrate zwischen 1 und 50 Kilohertz, vorzugsweise zwischen 5 und 30 Kilohertz, zu erfassen.

3. Die Überwachungsanordnung (2) eines der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit (7) dazu ausgebildet ist, den erkannten charakteristischen Verlauf einem Ereignistyp einer Mehrzahl von vorbestimmten Ereignistypen zuzuordnen.

4. Die Überwachungsanordnung (2) des vorhergehenden Anspruchs, bei der die Steuereinheit (7) dazu ausgebildet ist, jeweilige Kreuzkorrelationen zwischen der Serie von Strommesswerten und einer Mehrzahl von Vorgabeverläufen, welche jeweils einen der vorbestimmten Ereignistypen beschreiben, zu bilden und den charakteristischen Verlauf in der Serie von Strommesswerten in Abhängigkeit der jeweiligen Ergebnisse der Kreuzkorrelationen zu erkennen und den erkannten charakteristischen Verlauf einem der vorbestimmten Ereignistypen zuzuordnen .

5. Die Überwachungsanordnung (2) eines der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuervorrichtung (7) ein neuronales Netzwerk umfasst, welches dazu ausgebildet ist, den charakteristischen Verlauf in der Serie von Strommesswerten zu erkennen .

6. Die Überwachungsanordnung (2) eines der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit (7) dazu ausgebildet ist, eine Spektralrepräsentation der Serie von Strommesswerten zu bestimmen und den charakteristischen Verlauf anhand der Spektralrepräsentation zu erkennen.

7. Die Überwachungsanordnung (2) eines der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit (7) dazu ausgebildet ist, einen Grad einer Übereinstimmung der Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf mit einer Mehrzahl von vorbestimmten Fehlerbildern zu bestimmen und das Wartungssignal auszugeben, wenn der Grad der Übereinstimmung für wenigstens eines der vorbestimmten Fehlerbilder einen Schwellwert übersteigt, wobei die Steuereinheit (7) außerdem dazu ausgebildet ist, mit dem Wartungssignal eine Information über das wenigstens eine Fehlerbild auszugeben, für das der Grad der Übereinstimmung den Schwellwert überstiegen hat.

8. Eine leistungselektrische Einrichtung (1) mit einer leistungselektrischen Haupt funktionseinheit (5) , einer Hilfsspannungsquelle (3) , wenigstens einer Hilfsfunktionseinheit (4) zum Betreiben der Haupt funktionseinheit (5) und einer zwischen die Hilfsspannungsquelle (3) und die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit (4) geschalteten Überwachungsanordnung (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. 16

9. Die leistungselektrische Einrichtung (1) des vorhergehenden Anspruchs, bei der die leistungselektrische Hauptfunktionseinheit (5) ein Schalter, ein Kurzschließer, ein Lichtbogenlöscher oder ein Transformator ist.

10. Die leistungselektrische Einrichtung (1) eines der Ansprüche 8 oder 9, bei der die wenigstens eine Hilfsfunktionseinheit (4) ein Hilfsschalter oder ein Hilfsmotor ist.

11. Ein Verfahren zum Überwachen einer leistungselektrischen Einrichtung (1) und mit den Schritten:

-- Erfassen eines Stromes einer Hilfsspannungsquelle (3) in einer Serie von Strommesswerten;

-- Erkennen eines charakteristischen Verlaufs in der Serie von Strommesswerten;

-- Vergleichen des erkannten charakteristischen Verlaufs mit einem erwarteten charakteristischen Verlauf; und

-- Ausgeben eines Wartungssignals in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem erkannten charakteristischen Verlauf und dem erwarteten charakteristischen Verlauf.

12. Ein Datenträger mit einem Computerprogramm, das, von einer Steuereinheit (7) einer leistungselektrischen Einrichtung (1) ausgeführt, das Verfahren des vorhergehenden Anspruchs durchführt .