WO2012126781A1 - Electrical system and method for the operation thereof - Google Patents

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WO2012126781A1
WO2012126781A1 PCT/EP2012/054438 EP2012054438W WO2012126781A1 WO 2012126781 A1 WO2012126781 A1 WO 2012126781A1 EP 2012054438 W EP2012054438 W EP 2012054438W WO 2012126781 A1 WO2012126781 A1 WO 2012126781A1
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current
temperature
electrical system
situation
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PCT/EP2012/054438
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Gerhard BUCHGRABER
Jürgen Riemenschneider
Ronald Schmid
Bernd SCHÜPFERLING
Helmut Späck
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H6/00—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images
    • H02H6/005—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images using digital thermal images
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/04—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for transformers

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electrical installation having at least one transformer, in particular an energy distribution system.
  • Such a method can be used, for example, in local network stations of the secondary distribution level.
  • Local network stations of the secondary distribution level consist essentially of a medium-voltage switchgear, a transfor ⁇ mator and a Niederschreibsverteil observed.
  • the local network stations are usually operated in the secondary distribution network in an open ring.
  • the term "medium voltage” is to be understood below voltages in a range between 1 KV and 50 KV and the term "low voltage" voltages in a range between 200 V and 1 KV.
  • transformers In local network stations transformer; ⁇ ren are used (oil-filled z. B.) and distribution transformers primarily liquid-filled that respond technically very sensitive to thermal Sprintla ⁇ obligations. Even a slight overload can considerably shorten the transformer's service life or even lead to the failure of the affected transformer. In order to avoid this, the transformers are usually switched off by means of suitable protective devices when the current through the transformer exceeds a predetermined threshold value.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling an electrical system, in particular a power distribution system, which allows a more efficient operation of the electrical system than previous methods.
  • the invention provides that the temperature inside the transformer is measured to form an inner Tempe ⁇ raturmesshongs, a current reading is measured, which indicates the current flowing through the transformer on the primary side or the secondary side of the transformer or is proportional to this stream, is determined in the case of an overcurrent condition with the inner temperature value and the measured current value, how long it can stop the Matterstromsituati ⁇ on before the temperature inside the transformer reaches a predetermined maximum temperature or above, and the further control of the electric an ⁇ location taking into account the determined Time span takes place.
  • a significant advantage of the method according to the invention is the fact that in the event of an overcurrent situation, the affected transformer does not have to be switched off immediately, but can continue to operate despite the presence of the overload situation.
  • determining a period of time indicates ⁇ how long can stop the over-current situation, before the temperature is critical inside the transformer for the Trans ⁇ formator.
  • the procedure of the invention allows more efficient control of the electric Appendices ⁇ ge whole, because it is for example possible to initiate appropriate remedial action within the "additional" time period in order to avoid damaging or destroying the transformer overheating of the transformer.
  • Example ⁇ as can be relieved within the determined period of time, the transformer by the current flowing through the transformer current is diverted to other transformers or to other sections of Energyverteilstrom.
  • the temperature outside the trans- Formators is measured to form an external temperature reading and is determined in the case of an overcurrent situation with the internal temperature reading, the external temperature reading and the current reading, how long the over ⁇ can save electricity situation before the temperature inside the transformer reaches or exceeds the predetermined maximum temperature.
  • the external temperature of the transformer is taken into account in a particularly advantageous manner. This allows the flow of heat from the transformers ⁇ torinneren outwards, which depends very much on the outside temperature, to calculate very accurately and thus to determine exactly how long can stop an overload situation for the transformer before the internal temperature of the
  • the period of time which indicates how long the overcurrent situation may last a maximum, is preferably calculated by using a thermodynamic model of the transformer.
  • a computing device is used, which is programmed taking into account this thermodynamic model.
  • the thermodynamic model of Transforma ⁇ tors preferably takes into account the heat capacity of the
  • An overcurrent situation is preferably concluded when the current reading, which indicates or is proportional to the current flowing through the transformer on the primary or secondary side of the transformer, exceeds a predetermined threshold.
  • Preference ⁇ example is a warning signal when reaching or exceeding that threshold, which signals the start of Studentsstromsi ⁇ situation.
  • the current flowing through the transformer current is preferably reduced within the erstoff ⁇ th time period to one reached or exceeded to prevent the maximum temperature specified for the transformer.
  • the transformers ⁇ gate current flowing by a part of the Stro ⁇ mes is directed to another portion of the electrical system, in particular through another transformer of the electrical system.
  • the invention further relates to an electrical installation, in particular Energyverteilstrom with Minim ⁇ least a transformer and means for controlling the electrical system.
  • a measuring sensor is arranged in the transformer, which can measure the temperature inside the transformer to form an internal Tempe ⁇ raturmesshongs
  • a current measuring device is present, which can form a current reading, the on the Indicates primary or secondary side of the transformer through the transformer current flowing or proportional to this stream, to the measuring sensor and the current measuring device an evaluation module is connected, which determines in case of an overcurrent situation, at least with the internal temperature reading and the current measurement, how long the overcurrent situation persist can, before the temperature inside the transformer reaches or exceeds a predetermined maximum temperature
  • the means for controlling the electrical system is configured such that it controls the further control of the electrical system after entry Itt performs an overcurrent situation taking into account the determined by the evaluation module period.
  • the electrical installation is preferably a medium-voltage switchgear, for example for a local network station.
  • the device for controlling the electrical system can be formed for example by a control device of the local network station and a higher-level control center.
  • the invention also relates to a Auswertmo ⁇ dul for an electrical system, as has been described above.
  • Such From ⁇ value module is a sectional ⁇ point is characterized by an interface for connection to a disposed in the interior of a transformer measuring sensor that can measure the formation of an inner temperature value, the temperature inside the transformer, for connection to a current measuring device comprising a Measure the current reading, which indicates the current flowing through the transformer on the primary side or the secondary side of the transformer or is proportional to this current, and a computing device, which can stop the period within which an overcurrent situation, taking into account a thermodynamic model of Transformers can calculate.
  • the advantages of the evaluation module according to the invention correspond to the advantages of the electrical system according to the invention.
  • the invention also relates to an electrical power distribution network node for an electrical power distribution network.
  • the electrical energy distribution network node ⁇ a transformer and an evaluation module, as has been described above.
  • the electrical energy distribution network node is preferably a local network station with a medium-voltage switchgear, which is suitable for connection to a ring cable of a medium-voltage network.
  • the invention will be explained in more detail with reference tosupervisedsbeispie ⁇ len; thereby show by way of example
  • Figure 1 shows an embodiment of an arrangement with a plurality of local network stations, which are connected via a ring cable connected to each other in an open ring operated and of which at least one local network station according to the invention from ⁇ designed, and
  • FIG. 1 shows a high-voltage network 10, which is connected via a power transformer 20 to a medium-voltage network 30.
  • a ring cable 40 Connected to the medium-voltage network 30 is a ring cable 40 which connects local network stations 50 to 58 with each other to form an open ring 45.
  • the separation point T of the open ring 45 is formed in the representation of Figure 1 by the local network station 54.
  • a wind power plant 70 is connected to a low-voltage side connection 52a of the local network station 52 via a transformer 60, which in the example comprises three wind wheels 71, 72 and 73.
  • the wind ⁇ turbine 70 generates electrical energy into the annular combustion cable is the NIE derschreibsan gleich 52a of the local area network station 52, 40 and thus fed into the medium-voltage network 30th
  • the local network stations 50 and 51 are even closer to the tail shown.
  • the two Ortsnetzstati ⁇ ones 50 and 51 each having a medium-voltage switchgear assembly 90 for connection to the ring terminal 40 of the medium-voltage network 30th
  • a transformer 91 is connected via a switch 91, which converts the lying in a range between 1 kV and 50 kV medium voltage of the medium voltage network 30 in a suitable end user or end user low voltage of, for example, 220 V per phase.
  • a low-voltage distribution device 93 is connected, which has a plurality of terminals for outputting the low voltage of the transformer 92 ⁇ .
  • the medium voltage switchgear 90 is equipped with three GmbHfeidern, namely a first ring cable panel 90a for input side connection of the ring cable 40 of the ⁇ telwoodsnetzes 30 (see Figure 1), a second ring cable switching panel 90b to the output side terminal of the ring cable 40 and a transformer panel 90c for connection to the switch
  • the medium voltage switchgear 90 is equipped with two switch drives 200 and 201 acting on switches 90d and 90e of the medium voltage switchgear system ⁇ 90th
  • the switch actuators 200 and 201 make it possible to turn on or off the respectively assigned switch 90d or 90e.
  • a switch drive 202 turns the switch 91 on or off.
  • FIG. 2 additionally shows an electrical control device 300 in the form of a telecontrol component, which comprises a control module 310 and an evaluation module 320.
  • the control module 310 has the task of controlling the switch drives 200, 201 and 202 in order to move the switches 90d, 90e and into the respectively desired switch positions.
  • the evaluation module 320 has an interface with which it is connected to an internal temperature measuring sensor 330 arranged in the interior of the transformer 92.
  • the internal temperature measurement sensor 330 measures the temperature inside the transformer 92 and forms an internal temperature measurement value Ti, which is transmitted to the evaluation module 320.
  • the evaluation module 320 also has another
  • the current measuring device 340 measures the current flowing on the primary side of the transformer 92 through the transformer and generates a corresponding current
  • the current is measured on the primary side of the transformer 92; Additionally or alternatively, the current on the secondary side can be measured in order to determine the current load of the transformer 92 quantitatively.
  • the evaluation module 320 is equipped with a computing device 321, in which a thermodynamic model of the transfor ⁇ mators 92 is deposited.
  • the thermodynamic model may take into account for example the heat capacity of the transformer 92 and the thermal conductivity of the transformer from the transfor ⁇ matorinneren outward.
  • the computing device 321 is programmed to monitor the current sense value I for exceeding a predetermined threshold value. If an overcurrent condition is detected, the computing device 321 is to calculate a time period tmax, taking into account the thermodynamic model of the transformer 92, of the actual current value I and measuring the internal temperature ⁇ turmes value Ti, for which the Overcurrent situation can stop before the temperature inside the transformer reaches or exceeds a predetermined maximum temperature or before the transformer 92 is damaged due to the overload situation.
  • the ascertained time span tmax which is determined by the computing device 321, is transmitted by the evaluation module 320 to a higher-level control center 400 together with a warning signal W.
  • the warning signal W is generated as soon as the current current measured value I has reached or exceeded a predetermined threshold.
  • the control center 400 thus knows that in the medium-voltage switchgear ⁇ 90 an overload condition exists that needs to be completed within half the calculated by the calculator 321 time tmax. The control center 400 will accordingly attempt to relieve the medium voltage switchgear 90 and to conduct power through other switchgear of the electrical power distribution system.
  • the evaluation module will provide 320 fixed ⁇ based on the measured current value I that the overcurrent condition has been completed within the calculated time t max and send a corresponding all-clear signal E to the master control center 400th Is a redirecting the flow is not possible, and stops the transfer ⁇ current situation, the superordinate control station 400 is a switch-off command ST send to the control module 310 of the controller 300, so that the control module 310 may turn off the transformer 92nd
  • the control module 310 for example, activate the switch drive 202 and open the switch 91.
  • the control device 300 makes it possible to continue to operate the transformer 92 in the event of an overcurrent situation - namely for the calculated time period tmax - which in turn makes it possible for a higher-level control center 400 to relieve the transformer 92 before the overcurrent situation Transformer are switched off that must.
  • the flexibility with which the control center 400 can operate the energy distribution system is significantly increased, namely because a targeted and monitored continued operation of a temporarily overloaded system is made possible.
  • control station 400 and the control device 300 together form a device for controlling the medium-voltage switchgear 90, for controlling the associated local network station and for controlling the medium-voltage network 30 according to FIG.
  • FIG. 3 shows a further embodiment for a medium voltage switchgear 90 for the local network stations ge ⁇ Mäss FIG. 1
  • the evaluation system ⁇ module 320 to an additional interface with which the evaluation module 320 and the computing device 321 is connected to an external temperature measuring sensor 350th
  • the outer temperature measuring sensor 350 is located outside of the transformer 92, and thus measures an outside temperature measuring ⁇ value Ta indicating the ambient temperature of the transformer 92nd
  • the outside temperature sensing sensor 350 may be mounted externally on the housing of the transformer 92.
  • the computing device is thus to be considered 321 according to Figure 3 in a position beside the inner temperature value Ti and the external temperature value Ta, when the time period is to be calculated tmax after entry ei ⁇ ner overcurrent condition indicating how long the transformer 92 can still be operated in overload before its temperature inside reaches or exceeds a predetermined maximum temperature.
  • the additional consideration of the outer Tempe ⁇ temperature allows the computing device 321, the heat dissipation Flow from the transformer inside out to calculate or simulate even more precisely, because the heat flow from the inside to the outside is at least approximately proportional to the temperature difference between the outside temperature Ta and the internal temperature Ti.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment for a medium-voltage switchgear 90 for the local network station according to FIG. 1.
  • the evaluation module 320 is additionally connected to the control module 310 and automatically generates a switch-off command ST if an overcurrent situation does not occur during the calculated time period tmax has been finished. Switching off the transformer 92 can thus autonomously cause the control device 300 from the higher-level control center 400 if, after transmission of the warning signal W and the calculated time span tmax from the higher-level control center 400, no corresponding switch-off command ST is received and the overload situation still persists.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a medium voltage switchgear 90 for the local network stations ge ⁇ Gurss Figure 1 is shown.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5 largely corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 4, since the control device 300 can automatically trigger switching off of the transformer 92 even in the exemplary embodiment according to FIG. 5 by the evaluation module 320 transmitting a corresponding switch-off command ST to the control module 310, if within the calculated period of time tmax a detected overcurrent situation has not yet been completed.

Abstract

The invention relates, among other things, to a method for controlling an electrical system (90), in particular an energy distribution system, comprising at least one transformer (92). According to the invention, the temperature in the interior of the transformer (92) is measured so as to form a inner temperature reading (Ti), a current reading (I) is measured, which indicates the current flowing through the transformer (92) on the primary side or the secondary side of the transformer (92) or is proportional to said current, in the case of an overload current situation the inner temperature reading (Ti) and the current reading (I) are used to determine how long the overload current situation can last before the temperature in the interior of the transformer has reached or exceeds a predetermined maximum temperature, and the further control of the electrical system (90) takes place in consideration of the determined time period (tmax).

Description

Beschreibung description
Elektrische Anlage und Verfahren zu deren Betrieb Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer mindestens einen Transformator aufweisenden elektrischen Anlage, insbesondere einer Energieverteilanlage. Electrical system and method for its operation The invention relates to a method for controlling an electrical installation having at least one transformer, in particular an energy distribution system.
Ein derartiges Verfahren kann beispielsweise in Ortsnetzsta- tionen der sekundären Verteilebene eingesetzt werden. Ortsnetzstationen der sekundären Verteilebene bestehen im Wesentlichen aus einer Mittelspannungsschaltanlage, einem Transfor¬ mator und einer Niederspannungsverteileinrichtung. Die Ortsnetzstationen werden im sekundären Verteilnetz in der Regel in einem offenen Ring betrieben. Unter dem Begriff "Mittelspannung" werden nachfolgend Spannungen in einem Bereich zwischen 1 KV und 50 KV und unter dem Begriff "Niederspannung" Spannungen in einem Bereich zwischen 200 V und 1 KV verstanden . Such a method can be used, for example, in local network stations of the secondary distribution level. Local network stations of the secondary distribution level consist essentially of a medium-voltage switchgear, a transfor ¬ mator and a Niederspannungsverteileinrichtung. The local network stations are usually operated in the secondary distribution network in an open ring. The term "medium voltage" is to be understood below voltages in a range between 1 KV and 50 KV and the term "low voltage" voltages in a range between 200 V and 1 KV.
In Ortsnetzstationen werden als Verteiltransformatoren überwiegend flüssigkeitsgefüllte (z. B. ölgefüllte) Transformato¬ ren eingesetzt, die technisch bedingt auf thermische Überlas¬ tungen sehr empfindlich reagieren. Schon eine geringe Über- lastung kann die Transformatorlebensdauer erheblich verkürzen oder sogar zum Ausfall des betroffenen Transformators führen. Um dies zu vermeiden, werden die Transformatoren üblicherweise mittels geeigneter Schutzgeräte abgeschaltet, wenn der Strom durch den Transformator einen vorgegebenen Schwellen- wert überschreitet. In local network stations transformer; ¬ ren are used (oil-filled z. B.) and distribution transformers primarily liquid-filled that respond technically very sensitive to thermal Überla ¬ obligations. Even a slight overload can considerably shorten the transformer's service life or even lead to the failure of the affected transformer. In order to avoid this, the transformers are usually switched off by means of suitable protective devices when the current through the transformer exceeds a predetermined threshold value.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Anlage, insbesondere einer Energieverteilanlage, anzugeben, das einen effizienteren Betrieb der elektrischen Anlage als bisherige Verfahren erlaubt. The invention has for its object to provide a method for controlling an electrical system, in particular a power distribution system, which allows a more efficient operation of the electrical system than previous methods.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a method having the features according to claim 1. advantageous Embodiments of the method according to the invention are specified in subclaims.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Temperatur im Inneren des Transformators unter Bildung eines inneren Tempe¬ raturmesswertes gemessen wird, ein Strommesswert gemessen wird, der den auf der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators durch den Transformator fließenden Strom angibt oder proportional zu diesem Strom ist, im Falle einer Überstromsituation mit dem inneren Temperaturmesswert und dem Strommesswert ermittelt wird, wie lange die Überstromsituati¬ on anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators eine vorgegebene Maximaltemperatur erreicht oder überschreitet, und die weitere Steuerung der elektrischen An¬ lage unter Berücksichtigung der ermittelten Zeitspanne erfolgt. Thereafter, the invention provides that the temperature inside the transformer is measured to form an inner Tempe ¬ raturmesswertes, a current reading is measured, which indicates the current flowing through the transformer on the primary side or the secondary side of the transformer or is proportional to this stream, is determined in the case of an overcurrent condition with the inner temperature value and the measured current value, how long it can stop the Überstromsituati ¬ on before the temperature inside the transformer reaches a predetermined maximum temperature or above, and the further control of the electric an ¬ location taking into account the determined Time span takes place.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass im Falle einer Überstromsituation der betroffene Transformator nicht sofort abgeschaltet werden muss, sondern trotz Vorliegens der Überlastsituation weiter betrieben werden kann. Dies wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Ermittlung einer Zeitspanne ermöglicht, die an¬ gibt, wie lange die Überstromsituation anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators für den Trans¬ formator kritisch wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ermöglicht eine effizientere Steuerung der elektrischen Anla¬ ge insgesamt, weil es beispielsweise möglich wird, innerhalb der "zusätzlichen" Zeitspanne geeignete Abhilfemaßnahmen einzuleiten, um eine den Transformator schädigende oder zerstörende Überhitzung des Transformators zu vermeiden. Beispiels¬ weise kann innerhalb der ermittelten Zeitspanne der Transformator entlastet werden, indem der durch den Transformator fließende Strom auf andere Transformatoren oder auf andere Abschnitte der Energieverteilanlage umgeleitet wird. A significant advantage of the method according to the invention is the fact that in the event of an overcurrent situation, the affected transformer does not have to be switched off immediately, but can continue to operate despite the presence of the overload situation. This is made possible by the inventively provided determining a period of time indicates ¬ how long can stop the over-current situation, before the temperature is critical inside the transformer for the Trans ¬ formator. The procedure of the invention allows more efficient control of the electric Appendices ¬ ge whole, because it is for example possible to initiate appropriate remedial action within the "additional" time period in order to avoid damaging or destroying the transformer overheating of the transformer. Example ¬ as can be relieved within the determined period of time, the transformer by the current flowing through the transformer current is diverted to other transformers or to other sections of Energieverteilanlage.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Temperatur außerhalb des Trans- formators unter Bildung eines äußeren Temperaturmesswertes gemessen wird und im Falle einer Überstromsituation mit dem inneren Temperaturmesswert, dem äußeren Temperaturmesswert und dem Strommesswert ermittelt wird, wie lange die Über¬ stromsituation anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators die vorgegebene Maximaltemperatur erreicht oder überschreitet. Bei dieser Ausgestaltung wird in besonders vorteilhafter Weise nicht nur die innere Temperatur, sondern auch die äußere Temperatur des Transformators berücksichtigt. Dies ermöglicht es, den Wärmefluss vom Transforma¬ torinneren nach außen, der ganz wesentlich von der Außentemperatur abhängt, sehr genau zu berechnen und somit sehr genau zu bestimmen, wie lange eine Überlastsituation für den Transformator anhalten kann, bevor die innere Temperatur des According to a particularly preferred embodiment of the method, it is provided that the temperature outside the trans- Formators is measured to form an external temperature reading and is determined in the case of an overcurrent situation with the internal temperature reading, the external temperature reading and the current reading, how long the over ¬ can save electricity situation before the temperature inside the transformer reaches or exceeds the predetermined maximum temperature. In this embodiment, not only the internal temperature, but also the external temperature of the transformer is taken into account in a particularly advantageous manner. This allows the flow of heat from the transformers ¬ torinneren outwards, which depends very much on the outside temperature, to calculate very accurately and thus to determine exactly how long can stop an overload situation for the transformer before the internal temperature of the
Transformators ihren kritischen Wert erreicht. Transformers reached their critical value.
Die Zeitspanne, die angibt, wie lange die Überstromsituation maximal anhalten darf, wird vorzugsweise unter Heranziehung eines thermodynamischen Modells des Transformators berechnet. Hierzu wird vorzugsweise eine Recheneinrichtung verwendet, die unter Berücksichtigung dieses thermodynamischen Modells programmiert ist. Das thermodynamische Modell des Transforma¬ tors berücksichtigt vorzugsweise die Wärmekapazität des The period of time, which indicates how long the overcurrent situation may last a maximum, is preferably calculated by using a thermodynamic model of the transformer. For this purpose, preferably a computing device is used, which is programmed taking into account this thermodynamic model. The thermodynamic model of Transforma ¬ tors preferably takes into account the heat capacity of the
Transformators und die Wärmeleitfähigkeit des Transformators vom Transformatorinneren nach außen. Transformer and the thermal conductivity of the transformer from the transformer inside to the outside.
Auf eine Überstromsituation wird vorzugsweise geschlossen, wenn der Strommesswert, der den auf der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators durch den Transformator fließenden Strom angibt oder proportional zu diesem Strom ist, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Vorzugs¬ weise wird bei Erreichen oder Überschreiten dieses Schwellenwerts ein Warnsignal erzeugt, das den Beginn der Überstromsi¬ tuation signalisiert. An overcurrent situation is preferably concluded when the current reading, which indicates or is proportional to the current flowing through the transformer on the primary or secondary side of the transformer, exceeds a predetermined threshold. Preference ¬ example is a warning signal when reaching or exceeding that threshold, which signals the start of Überstromsi ¬ situation.
Im Falle einer Überstromsituation wird der durch den Transformator fließende Strom vorzugsweise innerhalb der ermittel¬ ten Zeitspanne reduziert, um ein Erreichen oder Überschreiten der für den Transformator vorgegebenen Maximaltemperatur zu verhindern. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der durch den Transforma¬ tor fließende Strom reduziert wird, indem ein Teil des Stro¬ mes in einen anderen Abschnitt der elektrischen Anlage, insbesondere durch einen anderen Transformator der elektrischen Anlage, gelenkt wird. In the case of an overcurrent condition, the current flowing through the transformer current is preferably reduced within the ermittel ¬ th time period to one reached or exceeded to prevent the maximum temperature specified for the transformer. According to a particularly preferred embodiment of the method is provided that is reduced by the transformers ¬ gate current flowing by a part of the Stro ¬ mes is directed to another portion of the electrical system, in particular through another transformer of the electrical system.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine elektrische Anlage, insbesondere Energieverteilanlage, mit mindes¬ tens einem Transformator und einer Einrichtung zum Steuern der elektrischen Anlage. Erfindungsgemäß ist bezüglich einer solchen elektrischen Anlage vorgesehen, dass in dem Transformator ein Messsensor angeordnet ist, der die Temperatur im Inneren des Transformators unter Bildung eines inneren Tempe¬ raturmesswertes messen kann, eine Strommesseinrichtung vorhanden ist, die einen Strommesswert bilden kann, der den auf der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators durch den Transformator fließenden Strom angibt oder proportional zu diesem Strom ist, an den Messsensor und die Strommesseinrichtung ein Auswertmodul angeschlossen ist, das im Falle einer Überstromsituation zumindest mit dem inneren Temperaturmesswert und dem Strommesswert ermittelt, wie lange die Überstromsituation anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators eine vorgegebene Maximaltemperatur erreicht oder überschreitet, und die Einrichtung zum Steuern der elektrischen Anlage derart ausgestaltet ist, dass sie die weitere Steuerung der elektrischen Anlage nach Eintritt einer Überstromsituation unter Berücksichtigung der von dem Auswertmodul ermittelten Zeitspanne durchführt. The invention further relates to an electrical installation, in particular Energieverteilanlage with Minim ¬ least a transformer and means for controlling the electrical system. According to the invention, it is provided with respect to such an electrical system that a measuring sensor is arranged in the transformer, which can measure the temperature inside the transformer to form an internal Tempe ¬ raturmesswertes, a current measuring device is present, which can form a current reading, the on the Indicates primary or secondary side of the transformer through the transformer current flowing or proportional to this stream, to the measuring sensor and the current measuring device an evaluation module is connected, which determines in case of an overcurrent situation, at least with the internal temperature reading and the current measurement, how long the overcurrent situation persist can, before the temperature inside the transformer reaches or exceeds a predetermined maximum temperature, and the means for controlling the electrical system is configured such that it controls the further control of the electrical system after entry Itt performs an overcurrent situation taking into account the determined by the evaluation module period.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen elektrischen Anlage sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile der erfindungsgemäßen elektrischen Anlage denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen. Bei der elektrischen Anlage handelt es sich vorzugsweise um eine Mittelspannungsschaltanlage, beispielsweise für eine Ortsnetzstation. With regard to the advantages of the electrical system according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the method according to the invention, since the advantages of the electrical system according to the invention essentially correspond to those of the method according to the invention. The electrical installation is preferably a medium-voltage switchgear, for example for a local network station.
Die Einrichtung zum Steuern der elektrischen Anlage kann beispielsweise durch eine Steuereinrichtung der Ortsnetzstation und eine übergeordnete Leitstelle gebildet sein. The device for controlling the electrical system can be formed for example by a control device of the local network station and a higher-level control center.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Auswertmo¬ dul für eine elektrische Anlage, wie sie oben beschrieben worden ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich ein solches Aus¬ wertmodul aus durch eine Schnittstelle zum Anschluss an einen im Inneren eines Transformators angeordneten Messsensor, der die Temperatur im Inneren des Transformators unter Bildung eines inneren Temperaturmesswertes messen kann, eine Schnitt¬ stelle zum Anschluss an eine Strommesseinrichtung, die einen Strommesswert messen kann, der den auf der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators durch den Transformator fließenden Strom angibt oder proportional zu diesem Strom ist, und eine Recheneinrichtung, die die Zeitspanne, inner¬ halb derer eine Überstromsituation anhalten kann, unter Berücksichtigung eines thermodynamischen Modells des Transformators errechnen kann. The invention also relates to a Auswertmo ¬ dul for an electrical system, as has been described above. According to the invention such From ¬ value module is a sectional ¬ point is characterized by an interface for connection to a disposed in the interior of a transformer measuring sensor that can measure the formation of an inner temperature value, the temperature inside the transformer, for connection to a current measuring device comprising a Measure the current reading, which indicates the current flowing through the transformer on the primary side or the secondary side of the transformer or is proportional to this current, and a computing device, which can stop the period within which an overcurrent situation, taking into account a thermodynamic model of Transformers can calculate.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Auswertmoduls entsprechen den Vorteilen der erfindungsgemäßen elektrischen Anlage. The advantages of the evaluation module according to the invention correspond to the advantages of the electrical system according to the invention.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen elektrischen Energieverteilnetzknoten für ein elektrisches Energieverteilnetz. Erfindungsgemäß weist der elektrische Energie¬ verteilnetzknoten einen Transformator sowie ein Auswertmodul auf, wie es oben beschrieben worden ist. The invention also relates to an electrical power distribution network node for an electrical power distribution network. According to the invention, the electrical energy distribution network node ¬ a transformer and an evaluation module, as has been described above.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem elektrischen Energieverteilnetzknoten um eine Ortsnetzstation mit einer Mittelspannungsschaltanlage, die zum Anschluss an ein Ringkabel eines Mittelspannungsnetzes geeignet ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft The electrical energy distribution network node is preferably a local network station with a medium-voltage switchgear, which is suitable for connection to a ring cable of a medium-voltage network. The invention will be explained in more detail with reference to Ausführungsbeispie ¬ len; thereby show by way of example
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung mit einer Vielzahl an Ortsnetzstationen, die über ein Ringkabel miteinander verbunden in einem offenen Ring betrieben werden und von denen zumindest eine Ortsnetzstation erfindungsgemäß aus¬ gestaltet ist, und Figure 1 shows an embodiment of an arrangement with a plurality of local network stations, which are connected via a ring cable connected to each other in an open ring operated and of which at least one local network station according to the invention from ¬ designed, and
Figuren 2-5 Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Mit¬ telspannungsschaltanlagen, die beispielsweise in erfindungsgemäßen Ortsnetzstationen eingesetzt werden können, in einer Detaildarstellung. Figures 2-5 embodiments of the invention ¬ telspannungsschaltanlagen, which can be used, for example, in local substations according to the invention, in a detailed representation.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet . In der Figur 1 erkennt man ein Hochspannungsnetz 10, das über einen Leistungstrafo 20 mit einem Mittelspannungsnetz 30 in Verbindung steht. An das Mittelspannungsnetz 30 ist ein Ringkabel 40 angeschlossen, das Ortsnetzstationen 50 bis 58 miteinander unter Bildung eines offenen Rings 45 verbindet. Die Trennstelle T des offenen Rings 45 wird bei der Darstellung gemäß Figur 1 durch die Ortsnetzstation 54 gebildet. For the sake of clarity, the same reference numbers are always used in the figures for identical or comparable components. FIG. 1 shows a high-voltage network 10, which is connected via a power transformer 20 to a medium-voltage network 30. Connected to the medium-voltage network 30 is a ring cable 40 which connects local network stations 50 to 58 with each other to form an open ring 45. The separation point T of the open ring 45 is formed in the representation of Figure 1 by the local network station 54.
Bei der Anordnung gemäß Figur 1 ist an einen niederspannungs- seitigen Anschluss 52a der Ortsnetzstation 52 über einen Transformator 60 eine Windkraftanlage 70 angeschlossen, die im Beispiel drei Windräder 71, 72 und 73 umfasst. Die Wind¬ kraftanlage 70 erzeugt elektrische Energie, die über den Nie- derspannungsanschluss 52a der Ortsnetzstation 52 in das Ring¬ kabel 40 und somit in das Mittelspannungsnetz 30 eingespeist wird. In the arrangement according to FIG. 1, a wind power plant 70 is connected to a low-voltage side connection 52a of the local network station 52 via a transformer 60, which in the example comprises three wind wheels 71, 72 and 73. The wind ¬ turbine 70 generates electrical energy into the annular combustion cable is the NIE derspannungsanschluss 52a of the local area network station 52, 40 and thus fed into the medium-voltage network 30th
In der Figur 1 sind die Ortsnetzstationen 50 und 51 stellvertretend für die übrigen Ortsnetzstationen noch näher im De- tail dargestellt. Man erkennt, dass die beiden Ortsnetzstati¬ onen 50 und 51 jeweils eine Mittelspannungsschaltanlage 90 zum Anschluss an das Ringkabel 40 des Mittelspannungsnetzes 30 aufweisen. An die Mittelspannungsschaltanlage 90 ist über einen Schalter 91 ein Transformator 92 angeschlossen, der die in einem Bereich zwischen 1 kV und 50 kV liegende Mittelspannung des Mittelspannungsnetzes 30 in eine für Endkunden bzw. Endverbraucher geeignete Niederspannung von beispielsweise 220 V pro Phase umwandelt. In FIG. 1, the local network stations 50 and 51, even more representative of the other local network stations, are even closer to the tail shown. It can be seen that the two Ortsnetzstati ¬ ones 50 and 51 each having a medium-voltage switchgear assembly 90 for connection to the ring terminal 40 of the medium-voltage network 30th To the medium voltage switchgear 90, a transformer 91 is connected via a switch 91, which converts the lying in a range between 1 kV and 50 kV medium voltage of the medium voltage network 30 in a suitable end user or end user low voltage of, for example, 220 V per phase.
An den Transformator 92 ist eine Niederspannungsverteileinrichtung 93 angeschlossen, die eine Vielzahl an Anschlüssen zur Ausgabe der Niederspannung des Transformators 92 auf¬ weist. To the transformer 92, a low-voltage distribution device 93 is connected, which has a plurality of terminals for outputting the low voltage of the transformer 92 ¬ .
Ein Ausführungsbeispiel für die MittelspannungsschaltanlageAn exemplary embodiment of the medium-voltage switchgear
90 der Ortsnetzstationen zeigt die Figur 2. Man erkennt, dass die Mittelspannungsschaltanlage 90 mit drei Schaltfeidern ausgestattet ist, nämlich einem ersten Ringkabelschaltfeld 90a zum eingangsseitigen Anschluss des Ringkabels 40 des Mit¬ telspannungsnetzes 30 (vgl. Figur 1), ein zweites Ringkabel- schaltfeld 90b zum ausgangsseitigen Anschluss des Ringkabels 40 und ein Trafoschaltfeld 90c zum Anschluss an den Schalter90 of the local network stations is shown in FIG 2. It can be seen that the medium voltage switchgear 90 is equipped with three Schaltfeidern, namely a first ring cable panel 90a for input side connection of the ring cable 40 of the ¬ telspannungsnetzes 30 (see Figure 1), a second ring cable switching panel 90b to the output side terminal of the ring cable 40 and a transformer panel 90c for connection to the switch
91 und damit den Transformator 92. 91 and thus the transformer 92.
Darüber hinaus erkennt man, dass die Mittelspannungsschaltanlage 90 mit zwei Schalterantrieben 200 und 201 ausgestattet ist, die auf Schalter 90d und 90e der Mittelspannungsschalt¬ anlage 90 einwirken. Die Schalterantriebe 200 und 201 ermög- liehen es, den jeweils zugeordneten Schalter 90d bzw. 90e einzuschalten oder auszuschalten. Ein Schalterantrieb 202 schaltet den Schalter 91 ein oder aus. In addition, it will be appreciated that the medium voltage switchgear 90 is equipped with two switch drives 200 and 201 acting on switches 90d and 90e of the medium voltage switchgear system ¬ 90th The switch actuators 200 and 201 make it possible to turn on or off the respectively assigned switch 90d or 90e. A switch drive 202 turns the switch 91 on or off.
In der Figur 2 erkennt man darüber hinaus eine elektrische Steuereinrichtung 300 in Form einer Fernwirkkomponente, die ein Steuermodul 310 sowie ein Auswertmodul 320 umfasst. Das Steuermodul 310 hat die Aufgabe, die Schalterantriebe 200, 201 und 202 anzusteuern, um die Schalter 90d, 90e und in die jeweils gewünschten Schalterstellungen zu verfahren. FIG. 2 additionally shows an electrical control device 300 in the form of a telecontrol component, which comprises a control module 310 and an evaluation module 320. The control module 310 has the task of controlling the switch drives 200, 201 and 202 in order to move the switches 90d, 90e and into the respectively desired switch positions.
Das Auswertmodul 320 weist eine Schnittstelle auf, mit der es an einen im Inneren des Transformators 92 angeordneten inneren Temperaturmesssensor 330 angeschlossen ist. Der innere Temperaturmesssensor 330 misst die Temperatur im Inneren des Transformators 92 und bildet einen inneren Temperaturmesswert Ti, der zum Auswertmodul 320 übertragen wird. The evaluation module 320 has an interface with which it is connected to an internal temperature measuring sensor 330 arranged in the interior of the transformer 92. The internal temperature measurement sensor 330 measures the temperature inside the transformer 92 and forms an internal temperature measurement value Ti, which is transmitted to the evaluation module 320.
Das Auswertmodul 320 weist darüber hinaus eine weitere The evaluation module 320 also has another
Schnittstelle auf, die zum Anschluss an eine Strommessein¬ richtung 340 dient. Die Strommesseinrichtung 340 misst den auf der Primärseite des Transformators 92 durch den Transfo mator fließenden Strom und erzeugt einen entsprechenden Interface, which is used to connect to a Current Sense ¬ directional 340th The current measuring device 340 measures the current flowing on the primary side of the transformer 92 through the transformer and generates a corresponding current
Strommesswert I, der zum Auswertmodul 320 übertragen wird. Current measured value I, which is transmitted to the evaluation module 320.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 wird der Strom auf der Primärseite des Transformators 92 gemessen; zusätzlich oder alternativ kann auch der Strom auf der Sekundärseite gemessen werden, um die Strombelastung des Transformators 92 quantitativ zu bestimmen. In the embodiment of Figure 2, the current is measured on the primary side of the transformer 92; Additionally or alternatively, the current on the secondary side can be measured in order to determine the current load of the transformer 92 quantitatively.
Das Auswertmodul 320 ist mit einer Recheneinrichtung 321 ausgestattet, in der ein thermodynamisches Modell des Transfor¬ mators 92 hinterlegt ist. Das thermodynamische Modell kann beispielsweise die Wärmekapazität des Transformators 92 und die thermische Leitfähigkeit des Transformators vom Transfor¬ matorinneren nach außen berücksichtigen. The evaluation module 320 is equipped with a computing device 321, in which a thermodynamic model of the transfor ¬ mators 92 is deposited. The thermodynamic model may take into account for example the heat capacity of the transformer 92 and the thermal conductivity of the transformer from the transfor ¬ matorinneren outward.
Die Recheneinrichtung 321 ist derart programmiert, dass sie den Strommesswert I auf das Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes hin überwacht. Wird eine Überstromsituation festgestellt, so wird die Recheneinrichtung 321 unter Berücksichtigung des thermodynamischen Modells des Transformators 92, des aktuellen Strommesswerts I sowie des inneren Tempera¬ turmesswerts Ti eine Zeitspanne tmax berechnen, für die die Überstromsituation anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators eine vorgegebene Maximaltemperatur erreicht oder überschreitet bzw. bevor der Transformator 92 aufgrund der Überlastsituation Schaden nimmt. The computing device 321 is programmed to monitor the current sense value I for exceeding a predetermined threshold value. If an overcurrent condition is detected, the computing device 321 is to calculate a time period tmax, taking into account the thermodynamic model of the transformer 92, of the actual current value I and measuring the internal temperature ¬ turmes value Ti, for which the Overcurrent situation can stop before the temperature inside the transformer reaches or exceeds a predetermined maximum temperature or before the transformer 92 is damaged due to the overload situation.
Die ermittelte Zeitspanne tmax, die von der Recheneinrichtung 321 ermittelt wird, wird von dem Auswertmodul 320 zu einer übergeordneten Leitstelle 400 gemeinsam mit einem Warnsignal W übertragen. Das Warnsignal W wird erzeugt, sobald der aktu- eile Strommesswert I eine vorgegebene Schwelle erreicht oder überschritten hat. The ascertained time span tmax, which is determined by the computing device 321, is transmitted by the evaluation module 320 to a higher-level control center 400 together with a warning signal W. The warning signal W is generated as soon as the current current measured value I has reached or exceeded a predetermined threshold.
Die Leitstelle 400 weiß somit, dass in der Mittelspannungs¬ schaltanlage 90 eine Überlastsituation vorliegt, die inner- halb der von der Recheneinrichtung 321 errechneten Zeitspanne tmax beendet werden muss. Die Leitstelle 400 wird demgemäß versuchen, die Mittelspannungsschaltanlage 90 zu entlasten und Strom über andere Schaltanlagen der elektrischen Energieverteilanlage zu leiten. Ist ein solches Umleiten möglich, so wird das Auswertmodul 320 anhand des Strommesswertes I fest¬ stellen, dass die Überstromsituation innerhalb der errechneten Zeitspanne tmax beendet worden ist und ein entsprechendes Entwarnsignal E an die übergeordnete Leitstelle 400 senden. Ist ein Umleiten des Stromes nicht möglich und hält die Über¬ stromsituation an, so wird die übergeordnete Leitstelle 400 einen Ausschaltbefehl ST an das Steuermodul 310 der Steuereinrichtung 300 übersenden, so dass das Steuermodul 310 den Transformator 92 abschalten kann. Hierzu kann das Steuermodul 310 beispielsweise den Schalterantrieb 202 aktivieren und den Schalter 91 öffnen. The control center 400 thus knows that in the medium-voltage switchgear ¬ 90 an overload condition exists that needs to be completed within half the calculated by the calculator 321 time tmax. The control center 400 will accordingly attempt to relieve the medium voltage switchgear 90 and to conduct power through other switchgear of the electrical power distribution system. If such a redirect possible, the evaluation module will provide 320 fixed ¬ based on the measured current value I that the overcurrent condition has been completed within the calculated time t max and send a corresponding all-clear signal E to the master control center 400th Is a redirecting the flow is not possible, and stops the transfer ¬ current situation, the superordinate control station 400 is a switch-off command ST send to the control module 310 of the controller 300, so that the control module 310 may turn off the transformer 92nd For this purpose, the control module 310, for example, activate the switch drive 202 and open the switch 91.
Zusammengefasst ermöglicht es die Steuereinrichtung 300, den Transformator 92 auch im Falle einer Überstromsituation zu- nächst - und zwar für die errechnete Zeitspanne tmax - weiter zu betreiben, wodurch es wiederum einer übergeordneten Leitstelle 400 möglich wird, eine Entlastung des Transformators 92 herbeizuführen, bevor der Transformator abgeschaltet wer- den muss. Durch das Übersenden des Warnsignals W sowie der errechneten Zeitspanne tmax wird die Flexibilität, mit der die Leitstelle 400 die Energieverteilanlage betreiben kann, deutlich erhöht, weil nämlich ein gezieltes und überwachtes Weiterbetreiben auch einer zeitweise überlasteten Anlage ermöglicht wird. In summary, the control device 300 makes it possible to continue to operate the transformer 92 in the event of an overcurrent situation - namely for the calculated time period tmax - which in turn makes it possible for a higher-level control center 400 to relieve the transformer 92 before the overcurrent situation Transformer are switched off that must. By transmitting the warning signal W and the calculated period of time tmax, the flexibility with which the control center 400 can operate the energy distribution system is significantly increased, namely because a targeted and monitored continued operation of a temporarily overloaded system is made possible.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 bilden die Leitstelle 400 und die Steuereinrichtung 300 gemeinsam eine Einrichtung zum Steuern der Mittelspannungsschaltanlage 90, zum Steuern der zugehörigen Ortsnetzstation und zum Steuern des Mittelspannungsnetzes 30 gemäß der Figur 1. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the control station 400 and the control device 300 together form a device for controlling the medium-voltage switchgear 90, for controlling the associated local network station and for controlling the medium-voltage network 30 according to FIG.
Die Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Mittelspannungsschaltanlage 90 für die Ortsnetzstationen ge¬ mäß Figur 1. 3 shows a further embodiment for a medium voltage switchgear 90 for the local network stations ge ¬ Mäss FIG. 1
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 weist das Auswert¬ modul 320 eine zusätzliche Schnittstelle auf, mit der das Auswertmodul 320 und damit die Recheneinrichtung 321 an einen äußeren Temperaturmesssensor 350 angeschlossen ist. Der äußere Temperaturmesssensor 350 ist außerhalb des Transformators 92 angeordnet und misst somit einen äußeren Temperaturmess¬ wert Ta, der die Umgebungstemperatur des Transformators 92 angibt. Der äußere Temperaturmesssensor 350 kann beispielsweise außen auf dem Gehäuse des Transformators 92 montiert sein . In the embodiment according to FIG 3, the evaluation system ¬ module 320 to an additional interface with which the evaluation module 320 and the computing device 321 is connected to an external temperature measuring sensor 350th The outer temperature measuring sensor 350 is located outside of the transformer 92, and thus measures an outside temperature measuring ¬ value Ta indicating the ambient temperature of the transformer 92nd For example, the outside temperature sensing sensor 350 may be mounted externally on the housing of the transformer 92.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist die Recheneinrichtung 321 gemäß Figur 3 somit in der Lage, neben dem inneren Temperaturmesswert Ti auch den äußeren Temperaturmesswert Ta zu berücksichtigen, wenn nach Eintritt ei¬ ner Überstromsituation die Zeitspanne tmax berechnet werden soll, die angibt, wie lange der Transformator 92 noch in Überlast betrieben werden kann, bevor seine Temperatur im Inneren eine vorgegebene Maximaltemperatur erreicht oder überschreitet. Das zusätzliche Berücksichtigen der äußeren Tempe¬ ratur ermöglicht es der Recheneinrichtung 321, den Wärmeab- fluss vom Transformatorinneren nach außen noch genauer zu berechnen bzw. zu simulieren, denn der Wärmefluss von innen nach außen ist zumindest näherungsweise proportional zu der Temperaturdifferenz zwischen der Außentemperatur Ta und der inneren Temperatur Ti. In contrast to the embodiment shown in Figure 2, the computing device is thus to be considered 321 according to Figure 3 in a position beside the inner temperature value Ti and the external temperature value Ta, when the time period is to be calculated tmax after entry ei ¬ ner overcurrent condition indicating how long the transformer 92 can still be operated in overload before its temperature inside reaches or exceeds a predetermined maximum temperature. The additional consideration of the outer Tempe ¬ temperature allows the computing device 321, the heat dissipation Flow from the transformer inside out to calculate or simulate even more precisely, because the heat flow from the inside to the outside is at least approximately proportional to the temperature difference between the outside temperature Ta and the internal temperature Ti.
Sobald eine Überstromsituation anhand des Strommesswerts I der Strommesseinrichtung 340 erkannt worden ist, ermittelt die Recheneinrichtung 321 unter Berücksichtigung des Strommesswerts I, des inneren Temperaturmesswerts Ti und des äuße¬ ren Temperaturmesswerts Ta die Zeitspanne tmax, für die die Überstromsituation anhalten kann, bevor der Transformator 92 Schaden nimmt. Die ermittelte Zeitspanne tmax zusammen mit einem Warnsignal W wird zu der übergeordneten Leitstelle 400 übertragen, die versuchen wird, eine Entlastung der Mittelspannungsanlage 90 herbeizuführen, wie dies im Zusammenhang mit der Figur 2 bereits erläutert worden ist. Das Ausfüh¬ rungsbeispiel gemäß Figur 3 entspricht im Übrigen somit also dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2. Once an over-current situation on the basis of the current measured value I of the current measuring device has been detected 340, identifies the computing device 321 in consideration of the measured current value I, the inner temperature value Ti and the äuße ¬ ren the measured temperature value Ta tmax, the time span for which the overcurrent situation can last before the transformer 92 Takes damage. The determined time interval tmax together with a warning signal W is transmitted to the higher-level control center 400, which will attempt to relieve the medium-voltage installation 90, as has already been explained in connection with FIG. So therefore the exporting ¬ approximately example according to Figure 3 otherwise corresponds to the embodiment according to FIG. 2
Die Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Mittelspannungsschaltanlage 90 für die Ortsnetzstation gemäß Figur 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist das Auswertmodul 320 zusätzlich mit dem Steuermodul 310 verbunden und erzeugt selbsttätig einen Ausschaltbefehl ST, wenn eine Überstromsituation während der errechneten Zeitspanne tmax nicht beendet worden ist. Das Ausschalten des Transformators 92 kann die Steuereinrichtung 300 somit autark von der übergeordneten Leitstelle 400 herbeiführen, wenn nach Übermitteln des Warnsignals W und der errechneten Zeitspanne tmax von der übergeordneten Leitstelle 400 kein entsprechender Ausschaltbefehl ST empfangen wird und die Überlastsituation noch anhält. Durch das selbsttätige Ausschalten des Transformators 92 durch die Steuereinrichtung 300 wird eine noch größere Betriebssicherheit erreicht, weil das Ausschalten sowohl von der übergeordneten Leitstelle 400 als auch von der Steuereinrichtung 300 selbsttätig ausgelöst werden kann. In der Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Mittelspannungsschaltanlage 90 für die Ortsnetzstationen ge¬ mäß Figur 1 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4, da die Steuereinrichtung 300 auch bei dem Ausführungsbeispie gemäß Figur 5 selbsttätig ein Ausschalten des Transformators 92 auslösen kann, indem das Auswertmodul 320 einen entsprechenden Ausschaltbefehl ST an das Steuermodul 310 übermittelt, wenn innerhalb der errechneten Zeitspanne tmax eine festgestellte Überstromsituation noch nicht beendet worden ist. Zum Ermitteln der Zeitspanne tmax zieht die Rechenein¬ richtung 321 des Auswertmoduls 320 zusätzlich zu dem Strommesswert I der Strommesseinrichtung 340 und dem inneren Temperaturmesswert Ti des inneren Temperaturmesssensors 330 auc einen äußeren Temperaturmesswert Ta des außen an dem Trans¬ formator 92 angebrachten äußeren Temperaturmesssensors 350 i Betracht. Die Arbeitsweise der Recheneinrichtung 321 und des Auswertmoduls 320 entspricht somit bezüglich der Berechnung der Zeitspanne tmax der Arbeitsweise der Recheneinrichtung 321 des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3, so dass diesbe¬ züglich auf die obigen Ausführungen verwiesen sei. FIG. 4 shows a further exemplary embodiment for a medium-voltage switchgear 90 for the local network station according to FIG. 1. In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the evaluation module 320 is additionally connected to the control module 310 and automatically generates a switch-off command ST if an overcurrent situation does not occur during the calculated time period tmax has been finished. Switching off the transformer 92 can thus autonomously cause the control device 300 from the higher-level control center 400 if, after transmission of the warning signal W and the calculated time span tmax from the higher-level control center 400, no corresponding switch-off command ST is received and the overload situation still persists. By automatically switching off the transformer 92 by the control device 300, an even greater reliability is achieved because the switching off both from the higher-level control center 400 and by the control device 300 can be triggered automatically. In the figure 5 shows a further embodiment of a medium voltage switchgear 90 for the local network stations ge ¬ Mäss Figure 1 is shown. The exemplary embodiment according to FIG. 5 largely corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 4, since the control device 300 can automatically trigger switching off of the transformer 92 even in the exemplary embodiment according to FIG. 5 by the evaluation module 320 transmitting a corresponding switch-off command ST to the control module 310, if within the calculated period of time tmax a detected overcurrent situation has not yet been completed. To determine the time tmax of the Auswertmoduls 320 of the current measuring device 340 and the inner temperature value Ti of the inner temperature measuring sensor 330 draws the Rechenein ¬ direction 321 in addition to the measured current value I AUC an external temperature value Ta of the outside i at the Trans ¬ formator 92 mounted external temperature measuring sensor 350 account , The operation of the computing device 321 and the Auswertmoduls 320 thus corresponds with respect to the calculation of the time tmax of the operation of the computing device 321 of the embodiment of Figure 3, so that diesbe ¬ züglich be made to the above embodiments.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
10 Hochspannungsnetz 10 high voltage network
20 Leistungstrafo  20 power transformer
30 Mittelspannungsnetz  30 medium-voltage network
40 Ringkabel  40 ring cables
45 offener Ring  45 open ring
50-58 Ortsnetzstationen  50-58 local network stations
52a Niederspannungsanschluss  52a low voltage connection
60 Transformator  60 transformer
70 Windkraftanlage  70 wind turbine
71 Windrad  71 wind turbine
72 Windrad  72 wind turbine
73 Windrad  73 wind turbine
90 Mittelspannungsschaltanläge  90 medium voltage switchgear
90a Ringkabelschaltfeld  90a ring cable panel
90b Ringkabelschaltfeld  90b ring cable panel
90c Trafoschaltfeld  90c transformer panel
90d Schalter  90d switch
90e Schalter  90e switch
91 Schalter  91 switch
92 Transformator  92 transformer
93 Niederspannungs erteileinrichtung 93 low-voltage distribution device
200 Schalterantrieb 200 switch drive
201 Schalterantrieb  201 switch drive
202 Schalterantrieb  202 switch drive
300 Steuereinrichtung  300 control device
310 Steuermodul  310 control module
320 Auswertmodul  320 evaluation module
321 Recheneinrichtung  321 computing device
330 innerer Temperaturmesssensor 330 internal temperature measuring sensor
340 Strommesseinrichtung 340 current measuring device
350 äußerer Temperaturmesssensor 350 outer temperature measuring sensor
400 Leitstelle 400 control center
E Entwarnsignal E wake-up signal
I Strommesswert I current reading
ST Ausschaltbefehl Ta TemperaturmesswertST switch-off command Ta temperature reading
Ti Temperaturmesswert tmax Zeitspanne Ti temperature reading tmax time span
W Warnsignal  W warning signal

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Steuern einer mindestens einen Transformator (92) aufweisenden elektrischen Anlage (90), insbesondere Energieverteilanlage, 1. A method for controlling an at least one transformer (92) having electrical system (90), in particular energy distribution system,
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 d a d u r c h e s e n c i n e s, d a s s
die Temperatur im Inneren des Transformators (92) unter Bildung eines inneren Temperaturmesswertes (Ti) gemessen wird,  the temperature inside the transformer (92) is measured to form an internal temperature reading (Ti),
- ein Strommesswert (I) gemessen wird, der den auf der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators (92) durch den Transformator (92) fließenden Strom angibt oder proportional zu diesem Strom ist, a current measurement (I) is measured which indicates or is proportional to the current flowing through the transformer (92) on the primary side or the secondary side of the transformer (92),
im Falle einer Überstromsituation mit dem inneren Tempera- turmesswert (Ti) und dem Strommesswert (I) ermittelt wird, wie lange die Überstromsituation anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators eine vorgegebene Ma¬ ximaltemperatur erreicht oder überschreitet, und in the event of an overcurrent condition with the internal temperature measuring value (Ti) and the measured current value (I) is determined how long it can stop the over-current situation, before the temperature inside the transformer reaches a predetermined Ma ¬ ximaltemperatur or exceeds, and
die weitere Steuerung der elektrischen Anlage (90) unter Berücksichtigung der ermittelten Zeitspanne (tmax) erfolgt.  the further control of the electrical system (90) taking into account the determined period of time (tmax) takes place.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
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 d a d u r c h e s e n c i n e s, d a s s
die Temperatur außerhalb des Transformators unter Bildung eines äußeren Temperaturmesswertes (Ta) gemessen wird und  the temperature outside the transformer is measured to form an external temperature reading (Ta) and
im Falle einer Überstromsituation mit dem inneren Temperaturmesswert (Ti), dem äußeren Temperaturmesswert (Ta) und dem Strommesswert (I) ermittelt wird, wie lange die Überstromsi¬ tuation anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators die vorgegebene Maximaltemperatur erreicht oder überschreitet. in the event of an overcurrent condition with the internal temperature value (Ti), the external temperature value (Ta) and the measured current value (I) is determined how long it can stop the Überstromsi ¬ situation before the temperature inside the transformer reaches the predetermined maximum temperature or above.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, 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 Zeitspanne (tmax) , innerhalb derer die Überstromsituation anhalten kann, unter Berücksichtigung eines thermodynamischen Modells des Transformators (92) mittels einer Recheneinrich¬ tung (321) errechnet wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the time period (tmax), within which the overcurrent situation can stop, taking into account a thermodynamic model of the transformer (92) by means of a Recheneinrich ¬ device (321) is calculated.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, 4. Method according to one of the preceding claims,
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 auf eine Überstromsituation geschlossen wird, wenn der Strom- messwert (I) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. d a d u r c h g e k e n e z e i n e s, it is concluded that an overcurrent situation occurs when the current reading (I) exceeds a predetermined threshold.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, 5. The method according to any one of the preceding claims,
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 im Falle einer Überstromsituation der durch den Transformator (92) fließende Strom innerhalb der ermittelten Zeitspanne (tmax) reduziert wird. In the case of an overcurrent situation, the current flowing through the transformer (92) is reduced within the determined period of time (tmax).
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
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 der durch den Transformator fließende Strom reduziert wird, indem ein Teil des Stromes in einen anderen Abschnitt der elektrischen Anlage, insbesondere durch einen anderen Transformator der elektrischen Anlage, gelenkt wird. That is, the current flowing through the transformer is reduced by directing a portion of the current to another portion of the electrical system, particularly through another transformer of the electrical system.
7. Elektrische Anlage (10, 91), insbesondere Energieverteil¬ anlage, mit mindestens einem Transformator (92) und einer Einrichtung zum Steuern der elektrischen Anlage, 7. Electrical system (10, 91), in particular energy distribution ¬ system, with at least one transformer (92) and means for controlling the electrical system,
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 d a d u r c h e s e n c i n e s, d a s s
in dem Transformator (92) ein Messsensor (330) angeordnet ist, der die Temperatur im Inneren des Transformators (92) unter Bildung eines inneren Temperaturmesswertes (Ti) messen kann,  in the transformer (92) a measuring sensor (330) is arranged, which can measure the temperature inside the transformer (92) to form an internal temperature measured value (Ti),
eine Strommesseinrichtung (340) vorhanden ist, die einen Strommesswert (I) bilden kann, der den auf der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators durch den Transfor¬ mator (92) fließenden Strom angibt oder proportional zu diesem Strom ist, a current measuring device (340) is present, capable of forming a measured current value (I) indicative of the current flowing on the primary side or the secondary side of the transformer through the transfor ¬ mator (92) current, or is proportional to this current,
an den Messsensor (330) und die Strommesseinrichtung (340) ein Auswertmodul (320) angeschlossen ist, das im Falle einer Überstromsituation mit dem inneren Temperaturmesswert (Ti) und dem Strommesswert (I) ermittelt, wie lange die Überstrom¬ situation anhalten kann, bevor die Temperatur im Inneren des Transformators (92) eine vorgegebene Maximaltemperatur er¬ reicht oder überschreitet, und to the measuring sensor (330) and the current measuring device (340) an evaluation module (320) is connected, which determines in case of an overcurrent situation with the internal temperature reading (Ti) and the current measurement (I), how long the overcurrent ¬ situation can stop before the temperature inside the Transformer (92) a predetermined maximum temperature, it ranges ¬ or exceeds, and
die Einrichtung zum Steuern der elektrischen Anlage derart ausgestaltet ist, dass sie die weitere Steuerung der elektri- sehen Anlage nach Eintritt einer Überstromsituation unter Berücksichtigung der von dem Auswertmodul (320) ermittelten Zeitspanne (tmax) durchführt.  the device for controlling the electrical system is designed such that it performs the further control of the electrical system after the occurrence of an overcurrent situation taking into account the time interval (tmax) determined by the evaluation module (320).
8. Auswertmodul (320) für eine elektrische Anlage (10, 91) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch 8. evaluation module (320) for an electrical system (10, 91) according to claim 7, characterized by
eine Schnittstelle zum Anschluss an einen im Inneren eines Transformators angeordneten Messsensor (330), der die Temperatur im Inneren des Transformators unter Bildung eines inne¬ ren Temperaturmesswertes (Ti) messen kann, an interface for connection to a transformer arranged inside a measuring sensor (330) capable of measuring to form a hold ¬ ren temperature value (Ti) the temperature inside the transformer,
- eine Schnittstelle zum Anschluss an eine Strommesseinrich¬ tung (340), die einen Strommesswert (I) messen kann, der den auf der Primärseite oder der Sekundärseite des Transformators (92) durch den Transformator (92) fließenden Strom angibt oder proportional zu diesem Strom ist, und - An interface for connection to a Strommittineinrich ¬ device (340), which can measure a current reading (I) indicating the on the primary side or the secondary side of the transformer (92) through the transformer (92) current flowing or proportional to this current is and
- eine Recheneinrichtung (321), die die Zeitspanne (tmax), innerhalb derer eine Überstromsituation anhalten kann, unter Berücksichtigung eines thermodynamischen Modells des Transformators (92) errechnen kann. - A computing device (321), which can calculate the time period (tmax), within which an overcurrent situation can stop taking into account a thermodynamic model of the transformer (92).
9. Elektrischer Energieverteilnetzknoten für ein elektrisches Energieverteilnetz (10), wobei der Energieverteilnetzknoten einen Transformator (92) sowie ein Auswertmodul (320) nach Anspruch 8 aufweist. 9. Electrical power distribution network node for an electrical power distribution network (10), wherein the power distribution network node comprises a transformer (92) and an evaluation module (320) according to claim 8.
10. Elektrischer Energieverteilnetzknoten nach Anspruch 9, 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 der elektrische Energieverteilnetzknoten eine Ortsnetzstation (50-58) mit einer Mittelspannungsschaltanlage (90) ist, die zum Anschluss an ein Ringkabel (40) eines Mittelspannungsnet- zes (30) geeignet ist. 10. The electrical power distribution network node according to claim 9, wherein the electrical power distribution network node is a local network station (50-58) having a medium-voltage switchgear (90) which is suitable for connection to a ring cable (40) of a medium-voltage network (30).
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