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Synchronisierung von Wandlerdaten in Einrichtungen zur elektrischen Energieversorgung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000127688D
Published in the IP.com Journal: Volume 5 Issue 9B (2005-10-10)
Included in the Prior Art Database: 2005-Oct-10
Document File: 2 page(s) / 298K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Zum Schutz von Einrichtungen zur elektrischen Energieuebertragung wird in diesen Einrichtungen Strom und Spannung an verschiedenen Stellen gemessen. Diese Messwerte werden einem Messgeraet zugefuehrt, das sie verarbeitet und im Fall eines Fehlers beispielsweise eine Leitung abschaltet. Fuer die Schutzalgorithmen ist es dabei wichtig, dass der zeitliche Bezug der Signale erhalten bleibt. Derzeit stammen diese Messwerte von konventionellen induktiven/kapazitiven Strom- und Spannungswandlern. Konventionelle Wandler stellen die Messwerte mit einem durch das Sensorelement und die Zuleitung gegebenen Winkelfehler als kontinuierliche Signale zur Verfuegung. Das Schutzgeraet ist dafuer verantwortlich, die Signale zum entsprechenden Zeitpunkt abzutasten und den zeitlichen Bezug zwischen den Messwerten herzustellen. Zur Einsparung von Isolationskosten sowie zur datentechnischen Vernetzung der Anlagenteile wird die Filterung und Digitalisierung der Wandlerdaten zunehmend aus dem Schutzgeraet hin zu den Strom-/Spannungswandlern verlagert. Diese Daten werden dann in digitaler Form zum Schutzgeraet uebertragen. Dabei kommt zum Winkelfehler des Sensorelements noch der Zeitversatz, der durch Filterung, Abtastung und Protokollumsetzung entsteht. Der Einfluss dieses Zeitversatzes auf den Winkelfehler der Messsignale muss jedoch beruecksichtigt werden.

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S

Synchronisierung von Wandlerdaten in Einrichtungen zur elektrischen Energieversorgung

Idee: Dr. Siegfried Birkle, DE-Erlangen; Stefan Hain, DE-Erlangen

Zum Schutz von Einrichtungen zur elektrischen Energieuebertragung wird in diesen Einrichtungen Strom und Spannung an verschiedenen Stellen gemessen. Diese Messwerte werden einem Messgeraet zugefuehrt, das sie verarbeitet und im Fall eines Fehlers beispielsweise eine Leitung abschaltet. Fuer die Schutzalgorithmen ist es dabei wichtig, dass der zeitliche Bezug der Signale erhalten bleibt. Derzeit stammen diese Messwerte von konventionellen induktiven/kapazitiven Strom- und Spannungswandlern. Konventionelle Wandler stellen die Messwerte mit einem durch das Sensorelement und die Zuleitung gegebenen Winkelfehler als kontinuierliche Signale zur Verfuegung. Das Schutzgeraet ist dafuer verantwortlich, die Signale zum entsprechenden Zeitpunkt abzutasten und den zeitlichen Bezug zwischen den Messwerten herzustellen. Zur Einsparung von Isolationskosten sowie zur datentechnischen Vernetzung der Anlagenteile wird die Filterung und Digitalisierung der Wandlerdaten zunehmend aus dem Schutzgeraet hin zu den Strom- /Spannungswandlern verlagert. Diese Daten werden dann in digitaler Form zum Schutzgeraet uebertragen. Dabei kommt zum Winkelfehler des Sensorelements noch der Zeitversatz, der durch Filterung, Abtastung und Protokollumsetzung entsteht. Der Einfluss dieses Zeitversatzes auf den Winkelfehler der Messsignale muss jedoch beruecksichtigt werden.

Ein derzeitiger Ansatz zur Loesung dieses Problems besteht in der schnellen Abtastung und Uebertragung der Wandlersignale vor Ort, so dass der zusaetzliche Winkelfehler gering ist gegenueber dem Fehler des Sensorelements selbst. Die dazu erforderliche Abtastrate ist groesser als 300kHz und liegt somit ungefaehr um den Faktor 10 ueber dem Wert, der zur Erfuellung des Abtasttheorems notwendig ist. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass der Winkelfehler vernachlaessigt werden kann und kein zusaetzlicher Rechenaufwand im Schutzgeraet erforderlich ist. Von Nachteil ist jedoch der groessere Hardwareaufwand auf der Wandlerseite, um die Sensorsignale zu digitalisieren und zu uebertragen sowie der hohe Bedarf an Hilfsenergie der zur Di...