Vdip – eine neue Methode zur Erkennung von Erdschlüssen in Hochspannungsanlagen
Lokalisierung von Erdschlussfehlern in kompensierten Hochspannungsnetzen – eines der Probleme, die einer präzisen und effektiven Lösung harren. Die derzeit verwendeten Methoden basieren auf der Funktion von Fehlerstromindikatoren, die in ferngesteuerten Abschnittsschaltern/Trennschaltern oder manuellen/tragbaren Fehlerstromindikatoren integriert sind und das elektromagnetische Feld der Freileitung vor und hinter der Störung auswerten – beide Verfahren sind im ELVAC-Portfolio verfügbar.
Es kann jedoch weiterhin erforderlich sein, den Abgang während des Lokalisierungsprozesses mehrmals in die Erdverbindung einzuschalten. Wir stellen eine alternative Methode namens „Vdip“ vor, die verteilte Messeinheiten (DMU) nutzt, die auf den Sekundärseiten von HV/LV-Verteilungstransformatoren angebracht sind. Anhand der von diesen Einheiten gesammelten Daten kann dann die Fehlerstelle auf einer GIS-Karte geschätzt werden.
Beschreibung des Vdip-Systems
Das Vdip-System wurde für die automatische Lokalisierung von Erdungsfehlern in kompensierten (resonanzgeerdeten) Systemen entwickelt, die aufgrund der geringen Erdungsfehlerströme schwer zu lokalisieren sind. Aufgrund seines Funktionsprinzips kann das Vdip-System auch zur Lokalisierung von Kurzschlussfehlern eingesetzt werden. Das eigentliche Überwachungssystem Vdip besteht aus Ausgangs-Schutzeinheiten (FP) und verteilten Messeinheiten (DMU), die auf der Sekundärseite von HV/LV-Transformatoren installiert sind. Im Falle einer Störung wird der Leitungsschutz ausgelöst und ein Störungsprotokoll erstellt, das sofort an einen Konzentrator (PC oder RTU) in der primären HV/HV-Schaltanlage und anschließend an die Zentraleinheit des Vdip-Systems weitergeleitet wird. Die Fehleranzeige des Ausgangsstromschutzes löst auch das Herunterladen der Fehlerprotokolle von den einzelnen DMUs an den an den fehlerhaften Ausgang angeschlossenen Transformatorenstationen aus.
In das Vdip-System kann jeder Spannungsmonitor integriert werden, der die Speicherung von Phasenspannungs-Oszillogrammen in einem ringförmigen Pufferspeicher und die Übermittlung einer Fehlermeldung für die gewünschte Dauer der Störung ermöglicht. ELVAC bietet auch geeignete und kostengünstige Geräte (RTU und Niederspannungsmonitore) an, die die Komplettlösung ergänzen. sodass die Auswahl vom Kunden und seinen Ausgangsbedingungen (vorhandene Geräte im Netz) abhängt. Die Fehlermeldungen der DMU- und FP-Einheiten werden anschließend synchronisiert und in einer Zentraleinheit verarbeitet, um die Änderungen der negativen Spannungssequenz ΔUm(2) und des Stroms ΔIm(2) zu ermitteln, die als Eingangsdaten für den Vdip-Lokalisierungsalgorithmus dienen.
Der Lokalisierungsalgorithmus des Vdip-Systems basiert auf einem patentierten Verfahren, bei dem der Strommonitor der negativen Komponente (NSCM) den jeweiligen Schutz des Ausgangs darstellt und die Monitore der negativen Spannungskomponente (NSVM) die einzelnen DMUs darstellen. Das Ergebnis des Lokalisierungsalgorithmus sind die Koordinaten der erwarteten Fehlerstelle, die den Disponenten über die Benutzeroberfläche angezeigt werden (Teil der Softwarelösung, aber auch Integration in ein bestehendes SCADA- oder OMS-System möglich). Der Vorteil des Vdip-Systems besteht in der Möglichkeit der Mehrfachlokalisierung von Fehlern auf der Grundlage eines einzigen Fehlersatzes. Anhand der Abweichungen der Fehlerstellen, die aus einem Satz von Datensätzen gewonnen werden, kann anschließend die Zuverlässigkeit der Stelle des festgestellten Fehlers beurteilt werden.
Systemkomponenten und Lizenzierung
Es ist möglich, ein DMU-Set auf Basis der RTU7M-Einheit von ELVAC zu erwerben, in die ein Niederspannungsmonitor (Netzqualitätsanalysator) und ein Kommunikationsmodul (über LTE-Modem oder einen anderen Standard) integriert sind. Wenn bereits geeignete Spannungsüberwachungsgeräte im Netzwerk installiert sind, kann das Kommunikationsgerät RTU7MC3 von ELVAC verwendet werden, das die Verbindung und Datenübertragung zum Vdip-Systemserver steuert. Es ist auch möglich, alle erforderlichen Funktionen in Geräte von Drittanbietern zu implementieren.
Die Lizenzierung des Vdip-Systems basiert auf einer Basislizenz, Ausgangs-Lizenzen und Lizenzen für DMU-Geräte, die „herstellerunabhängig“ sind und vom Vdip-Systemserver verwaltet werden. Die Vdip-Software bietet eine Webschnittstelle für normale Benutzer, ein Verwaltungstool (MS Windows-Anwendung) für die Konfiguration und Wartung des Systems sowie eine Integrations-API für die Verbindung mit anderen vom Netzbetreiber verwendeten Softwaresystemen.
