Schaltanlagen (Switchgears) müssen für die Betreiber von elektrischen Netzen ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit bieten. Tests an Schaltanlagen sind deshalb ein Muss. Bei Switchgear-Tests gelten auch Höchstanforderungen an die eingesetzte Messtechnik. Die HBM-Messverstärkerserie „Genesis High Speed“ erfüllt die hier geltenden Anforderungen wie galvanische Trennung, Verstärker-Drift, Rauschen,  elektromagnetische Störfestigkeit und Batteriebetrieb.

Doch Genesis High Speed bietet mehr als sie von „normalem“ Test-Equipment erwarten können: Denn dank der integrierten Software „Perception“ profitieren Sie von einem Höchstmaß an Integrität Ihrer Testdaten, Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sowie einer hohen Produktivität für Ihre gesamten Tests.

Prüfen von Schaltanlagen (Schaltgeräte, Sicherungen, etc.)

Der Betreiber des Energieversorgungsnetzes muss in der Lage sein, einzelne Abschnitte zusammenzuschalten und wieder zu trennen. Bei einem Ausfall eines Abschnitts, z. B. durch Blitzschlag, Kurzschluss bei Ausfall einer Komponente usw., sind die anderen Bereiche des Stromnetzes durch Abtrennen des gestörten Abschnitts zu schützen.

Hierfür sind große Ströme (bis zu mehreren Hundert kA) zu unterbrechen, während noch hohe Spannungen (bis zu mehreren Hundert kV) anliegen. Die Prüfung von Schaltanlagen zählt zu den sehr anspruchsvollen Anwendungen, die zur Gewährleistung präziser und zuverlässiger Messergebnisse auf ganz spezielle Geräte (Hardware) und Software angewiesen ist.

Zu den bei der Auswahl der Hardware zu berücksichtigenden Kriterien gehören die galvanische Trennung, Verstärker-Drift, Rauschen, elektromagnetische Störfestigkeit und Batteriebetrieb. Die Software dagegen muss die Integrität der Testdaten, die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sowie eine hohe Produktivität gewährleisten.

Messtechnik von Genesis HighSpeed genießt seit über 30 Jahren einen exzellenten Ruf in der Fachwelt:

  • Mehr als 15 Jahre Erfahrungen bei Hochleistungs- und Hochspannungsanwendungen
  • Engagierte Investitionen in die Entwicklung von Lösungen für diesen Markt
  • Weltweite Präsenz über Tochtergesellschaften und Vertreter

Die Lösung

Die Anwendung erfordert Datenerfassungssysteme, über Glasfaser galvanisch getrennte Messköpfe (Digitizer), BE 3200 Testsequenzer und Analysesoftware. Das Genesis HighSpeed-Komplettsystem mit allen benötigten Komponenten aus einer Hand bietet einen wichtigen Vorteil – die Verantwortung für das gesamte System wird von nur einem Anbieter übernommen.

  • Standard-Hardware und -Software mit anwendungsspezifischen Erweiterungen
  • Lückenlose Einhaltung internationaler Normen und Empfehlungen der Hochleistungs-/Hochspannungsindustrie
  • Bewährtes Hardware-Design für den Einsatz auch unter rauen elektromagnetischen Umgebungsbedingungen
  • Bewährtes Software-Design und verlässliche Algorithmen gemäß den relevanten Normen und Empfehlungen

Kosten der Einsatzzeit

Cost of Ownership: Im Hinblick auf die Einsatzdauer einer messtechnischen Lösung sind die Anschaffungskosten nur ein Faktor von vielen. Mit zunehmender Betriebsdauer gewinnen andere Kriterien an Gewicht. Dazu gehört zum Beispiel die Wartung der Hardware. Und natürlich spielt in der heutigen, sich schnell ändernden Informations- und Kommunikationstechnik die Software eine immer wichtigere Rolle.

Bei Verwendung von Standard-Hardware mit anwendungsspezifischen Erweiterungen, wie über Glasfaser galvanisch getrennte Messköpfe (Digitizer), genießen Sie alle Vorteile einer weltweit installierten technischen Basis.

Gegenüber speziell zugeschnittenen Softwarelösungen bietet Standard-Software mit anwendungsspezifischen Erweiterungen den großen Vorteil, dass die Basissoftware für eine große Anzahl installierter Geräte gepflegt wird und sich die Kosten daher auf viele Nutzer verteilen.

Kundenspezifische Anpassung

Zuweilen wünscht ein Anwender Änderungen an einem Standard-Softwarepaket. Die Option Perception CSI versetzt Programmierer in die Lage, die vorhandene Datenerfassungssoftware Perception an die konkreten Anforderungen des Kunden anzupassen. Der Anwender kommt in den Genuss der folgenden Vorteile:

  • Regelmäßige Aktualisierungen der Basissoftware und der bereitgestellten Optionen zur Anpassung an Änderungen im Betriebssystem, zur Behebung bekannter Probleme und zur Implementierung neuer Leistungsmerkmale.
  • Es sind lediglich Anpassungen an die Anforderungen des Anwenders erforderlich. Die Neuprogrammierung kompletter Anwendungen entfällt.
  • Der Anwender kann sich auf seine eigentliche Aufgabe konzentrieren, anstatt unnötig Zeit in die Pflege der Software zu investieren.

Isolation und galvanische Trennung

Die unterschiedlichen Spannungsebenen für HS (Hochspannung), MS (Mittelspannung) und NS (Niederspannung) setzen unterschiedliche Lösungen zur galvanischen Trennung voraus. Eine HS-Prüfung erfolgt vorzugsweise mit einem ausschließlich batteriebetriebenen und über Glasfaser galvanisch getrennten Messkopf (Digitizer), um die bestmögliche Signalqualität und den optimalen Schutz von Personal und Messtechnik zu gewährleisten.

Auf der anderen Seite wird eine Niederspannungs-Prüfung gern mit autonomen Trennverstärkern vorgenommen, um die Kosten pro Kanal möglichst gering zu halten. Allerdings beeinträchtigt die notwendige Umwandlung der analogen in digitale bzw. der digitalen in analoge Signale (im Trennverstärker) mit anschließender Analog/Digital-Umwandlung (im Eingangskanal des Datenerfassungssystems) die Messgenauigkeit. Jedoch werden dieser Umstand und die schlechtere Trennung häufig zugunsten der geringeren Kosten pro Kanal in Kauf genommen.

  • Komplett batteriebetriebener, über Glasfaser galvanisch getrennter Messkopf (Digitizer) 6600 HV
  • Über Glasfaser getrennter Messkopf (Digitizer) 6600 MVmit getrennter Stromversorgung und kleiner Batterie

Richtiges Timing

Für den Test von Schaltanlagen wird ein Apparatur zur genauen Ablauf- und Timing-Kontrolle benötigt. Der BE3200 ist eine Hochgeschwindigkeits-steuereinheit (test sequencer) für Anwendungen zum Test von Schaltanlagen. Die Zeitablaufsteuerung des BE3200 kann mit dem Hauptgenerator, der externen Netzleitung oder der internen Referenz synchronisiert werden. Alle Ein- und Ausgänge des BE3200 sind fiberoptisch isoliert.

Case Study

Leistungsprüfungen von Weltklasse im ABB-Hochspannungslabor: Superschnelle Abtastraten mit dem Messverstärkersystem Genesis HighSpeed

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