CN104335054A - 用于确定供电装置的电压和/或电流的质量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定供电装置的电压(U)和/或电流的质量的方法，其中连续地采集电压和/或电流的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)并且由所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)确定电压(U)和/或电流的质量。为了在这样的方法中使电压(U)和/或电流的质量的确定更容易，在按照本发明的方法中检测供电装置的有意进行的断开(A)。突出地标记在断开(A)的持续时间期间所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)。本发明还涉及一种用于确定供电装置的电压(U)和/或电流的质量的装置(7)。

Description

用于确定供电装置的电压和/或电流的质量的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于确定供电装置的电压和/或电流的质量的方法，其中连续地采集电压和/或电流的参数并且由所采集的参数确定电压和/或电流的质量。
背景技术
电压和/或电流的质量经常也被称为功率质量。供电装置例如可以是向工业和/或私人客户供给电力的电网或电网分支。
电压和/或电流的质量可以根据一系列不同参数来确定。因此例如可以采集电压或电流骤降的数量、频率或电压水平与预定的值的偏差、谐波振荡分量的违反、总谐波畸变(也已知为total harmonic distortion)或闪变作为参数。
在该类型(IEC标准61000-4-30:2008)的已知的方法中描述了用于确定供电装置的电压和/或电流的质量的测量规范。按照该标准可以进行所谓的标记(Flagging)，其中在参数违反了事先规定的阈值之后标记针对所有参数的测量数据。阈值违反(Grenzwertverletzung)例如在电压下降的情况下出现。可以根据需要在对电压和/或电流的质量的评价中使用或也从评价中排除标记的参数。
欧洲专利文献EP0829125B1描述了一种用于测量电能的方法。如果所测量的电压在预定的时间内保持低于阈值，则因此记录阈值违反。此外对供电器或用电器进行通知。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于确定供电装置的电压和/或电流的质量的方法，通过该方法使供电装置的电压和/或电流的质量的确定更容易。
为了解决上述技术问题，本发明提出了检测供电装置的有意进行的断开并且标记在断开的持续时间期间所采集的参数。有意进行的断开在此被理解为由运行人员触发的、事先规划的从供电网或总供电网的部分的断开。有意进行的断开例如可以由于规划的维护工作而在供电网内的单个设备上进行。有意进行的断开的持续时间是从断开导电连接直至再次接通导电连接的时间段。
按照本发明的方法相对于现有技术具有如下优点，即，在有意进行的断开期间突出地标记所有连续采集的电压和/或电流的参数，由此能够在所采集的参数的记录中与另外的干扰简单地区别。通过这种方式可以将在有意进行的断开期间所采集的参数从用于确定电压和/或电流的质量的另外的评价中排除。对所采集的参数的评价由此更多地考虑实际干扰。以该方式，电压和/或电流的质量的确定可以比现有技术更有明确目标地进行。
在按照本发明的方法的优选实施方式中，在供电装置中使用隔离器(Trenner)；借助识别隔离器的状态来检测有意进行的断开。该实施方式具有如下优点：可以明确并可靠地识别有意进行的断开。隔离器可以具有用于传送隔离器状态的装置。
在前面提到的实施方式的扩展中，从在起始时刻和结束时刻之间的时间得出有意进行的断开的持续时间；起始时刻是断开隔离器的时刻减去容差时间间隔，而结束时刻是闭合隔离器的时刻加上容差时间间隔。也就是说，在断开和闭合隔离器时，经常出现所采集的参数在某些时间内发生畸变。例如可以通过作为在确定的时间段上的平均值来采集所采集的参数而得出这样的畸变。该实施方式因此具有如下优点，即，通过应用容差时间标记畸变的参数测量并且由此可以从随后的评价中排除。
在按照本发明的方法的另外的实施方式中，检测供电装置的电压和/或电流的阈值违反来识别有意进行的断开。在阈值违反的持续时间超过预定时间段的情况下突出地标记所采集的参数。上面提到的方法具有如下优点，即，可以直接根据所采集的参数确定供电装置的有意进行的断开或与供电装置的导电连接的中断并且在测量数据中进行标记。通过这种方式不需要在隔离器处进行状态采集，以将隔离器状态传送到中央数据评价装置。
在按照本发明的方法的另外的实施方式中具有优势的是，所述预定时间段是至少一小时，优选至少两小时和特别优选至少五小时。在超过小时的范围内的预定时间段是具有优势的，因为例如为了进行维护工作而有意进行的断开经常持续几小时。
在按照本发明的方法的另外的实施方式中，供电装置具有额定电压。在低于额定电压95％以上，特别是99％以上的情况下检测到电压的阈值违反。高于95％的阈值违反，也就是电压跌落到低于5％，是具有优势的值，因为这样的跌落在电力技术中被视为是电力线故障所特有的。
在按照本发明的方法的另外的有利实施方式中，直接在记录的测量数据中借助计算机可读增补进行所采集的参数的标记。然后可以在电压和/或电流的质量的计算机辅助评价中无需另外的中间步骤地使用计算机可读增补，以使得例如在确定供电装置的电压和/或电流的质量时，自动不考虑突出地标记的参数。
在按照本发明的方法的另外的有利实施方式中，借助色彩强调进行所采集的参数的标记。可以在对所采集的参数进行每个可想到的可视化时，也就是例如在纸或显示屏上输出所采集的参数的时间变化时作为红色线，进行这样的色彩强调。但色彩强调也可以通过不同色彩的符号进行。色彩强调是具有优势的，因为其使得可以特别容易地识别什么时候进行了有意进行的断开。
在按照本发明的方法的另外的特别有利的实施方式中，在确定供电装置的电压和/或电流的质量时保持不考虑突出地标记的参数。在评价中不包括在有意进行的断开期间所采集的参数的这种方法是具有优点的，因为由此避免了得出关于电压和/或电流的质量的错误结论。相反仅考虑源于供电网运行的干扰。
本发明还涉及一种用于确定供电装置的电压和/或电流的质量的装置，其中利用该装置连续地采集电压和/或电流的参数并且由所采集的参数确定电压和/或电流的质量。
为了解决使供电装置的电压和/或电流的质量的确定更容易的技术问题，按照本发明该装置具有识别单元，利用该识别单元来检测供电装置的有意进行的断开；此外设置了标记单元，在该标记单元中突出地标记在断开的持续时间期间所采集的参数。
按照本发明的装置的主要优点在于，能够借助识别单元和标记单元突出地标记在有意进行的断开期间所采集的参数。
在按照本发明的装置的有利实施方式中，在供电装置具有隔离器的情况下识别单元与隔离器相连。连接例如可以是数据传输通道。数据传输通道在此被理解为各种类型的导线连接的通信连接或无线通信连接。隔离器可以以这种方式将关于其开关装置的状态的信息传送到按照本发明的装置的识别单元。
在按照本发明的装置的另外的实施方式中，在标记单元之前设置阈值级；在有意进行的断开的情况下，阈值级确定供电装置的电压和/或电流的阈值违反。如果阈值违反呈现超过预定时间段的持续时间，则阈值级向标记单元发出控制信号。标记单元可以根据控制信号将所记录的采集的电压和/或电流的参数突出地标记为属于有意进行的断开。
在按照本发明的装置的上面提到的实施方式的扩展中具有优势的是，所述预定时间段是至少一小时，优选至少两小时和特别优选至少五小时。在超过小时的范围内的预定时间段是具有优势的，因为例如为了进行维护工作而有意进行的断开经常持续几小时。
在按照本发明的装置的另外的实施方式中，供电装置具有额定电压。在低于额定电压95％以上，特别是99％以上的情况下检测到电压的阈值违反。高于95％的阈值违反，也就是电压跌落到低于5％，是具有优势的值，因为这样的跌落在电力技术中被视为是电力线故障所特有的。
在特别有利的实施方式中，按照本发明的装置具有评价级，该评价级在确定供电装置的电压和/或电流的质量时排除突出地标记的参数。排除突出地标记的参数是特别具有优势的，因为由此避免了得出关于电压和电流的质量的错误结论。相反仅考虑装置的源于供电网运行的干扰。
附图说明
为了进一步解释按照本发明的方法示出了如下附图：
图1示出了在有意地断开供电装置的情况下不同的电压参数的随着时间的变化，
图2示出了具有有意进行的断开的电网分支处的电压的有效值的时间变化，和
图3以示意性的方式示出了电网分支。
具体实施方式
在图1中图a示出了在供电装置的有意进行的断开的情况下电压UEFF的随着时间的变化。
在供电装置的有意进行的断开的时刻t1，电压U从供电装置的指定电压的大约100％下跌到在测量精度范围内低于1％。如果电压U在此以高的时间分辨率被测量，则在其下降时不仅可以在100％和0％处，而且可以在例如95％、90％和10％处采集测量点，如在图b中示意性示出的那样。
电压U的频率f同样是被采集的参数。如从图c可以看到，从有意进行的断开的时刻t1开始，不能进一步测量到频率f(例如50Hz)(通过虚线表示)。
由图d得知，作为另外的参数，电压U的三次谐波H3在有意进行的断开的时刻t1从低于2％上升到130％。这一点通过三次谐波H3相对于电压U的基波振荡来确定得到解释。因为基波振荡在有意进行的断开的情况下强烈下降，因此会出现三次谐波H3呈现高于基波振荡的100％的值。以相同的方式会出现，如图e示出的，作为附加参数的五次谐波H5从低于基波振荡的3％的值上升到90％。涉及全部所有谐波的总谐波畸变GHV在有意进行的断开的情况下也可能从低于电压U的基波振荡的6％上升直至280％。(参见图f)。
如在图1中可以清楚地看到，在有意断开的情况下通过断开过程改变所采集的电压U的参数。为了确定电压或电流的质量，通过这种方式改变的电压U的参数不可以被考虑，而且必须保持不被考虑。
图2示出了在有意进行的断开A期间在时间段t1至t2中电压的参数的标记，例如参数有效电压UEFF(例如6kV)的标记。就该标记借助实线箭头P1实现而言，其很突出。参数有效电压UEFF的小的降落11与小的升高12一样在测量数据中通过虚线箭头P2标记。电压的短时中断13，但其不是有意造成的，利用箭头P3标记。在时刻t1，隔离器切换至断开位置15并且在时刻t2又切换至闭合位置14。在该图中保持不考虑配备了隔离器的功率开关的状态。相反假定在断开隔离器之后快速地断开功率开关。同样假定在闭合功率开关之后快速地闭合隔离器。
也就是在有效电压的测量数据中借助实线箭头P1突出地标记有意进行的断开A。由此使电压和必要时电流的质量的确定更容易。在此可以借助容差时间间隔(Toleranzzeitspanne)a将标记延长到断开之前很短时间和重新连接之后很短时间的测量数据，以使得同样可识别所采集的参数UEFF中的过渡效应如果除了有效电压之外还采集电压或电流的另外的参数，则也相应地标记这些参数。
通过这种方式，才能根据记录的测量数据在运行引起的电压的扰动(诸如有效电压UEFF的小的降落11和小的升高12)和有意进行的断开A之间进行区分，用于对有效电压和其它参数的质量的评价。
在图3中示出了没有进一步示出的供电网的电网分支1的技术结构的示例，其中可以采用按照本发明的方法，以便在用电器2中确定电压U和/或电流的质量。电网分支1在输入侧具有隔离器3，该隔离器3具有开关装置4。隔离器3借助导线5与用电器2连接。电压转换器6位于导线5上，在电压转换器6的次级侧连接采集电压的参数的装置7。
电压转换器6适用于变换电网分支1的电压U，使得能够在装置7中采集电压的参数。此外，隔离器3将关于其开关装置4的状态的信息借助数据传输通道8传送到装置7。装置7是用于确定电压U的质量的设备。在所示出的实施方式中，隔离器3将关于导线5从供电网分离的信息传送到装置7。在装置7中设置识别单元E，该识别单元E根据隔离器3的状态而识别有意进行的断开。识别单元E将关于存在有意进行的断开的信息在装置7内部传送到标记单元K。标记单元K为所采集的电压U和/或电流的参数添加突出的标记，其将所采集的参数标记为属于有意进行的断开。
在按照本发明的装置7的扩展中，作为识别单元E的替换或附加，设置阈值级G。阈值级G关于超过确定的预定持续时间的阈值违反来监视所采集的电压或电流的参数。在违反阈值和超过持续时间的情况下阈值级G向标记单元K传送控制信号，从而标记单元K为所采集的电压和/或电流的参数添加突出的标记，其将所采集的参数标记为属于有意进行的断开。
最后在装置7中设置的评价级W中，将突出地标记的参数从电压U和/或电流的质量的评价中排除。

Claims (15)

1.一种用于确定供电装置的电压(U)和/或电流的质量的方法，其中连续地采集电压和/或电流的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)并且由所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)确定电压和/或电流的质量，其特征在于，检测供电装置的有意进行的断开(A)并且突出地标记在断开的持续时间期间所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在供电装置具有隔离器(3)的情况下借助识别所述隔离器(3)的状态来检测有意进行的断开(A)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从在起始时刻(t1)和结束时刻(t2)之间的时间得出有意进行的断开(A)的持续时间，其中所述起始时刻(t1)是断开隔离器(3)的时刻减去容差时间间隔(a)，并且其中所述结束时刻(t2)是闭合隔离器(3)的时刻加上所述容差时间间隔(a)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，检测供电装置的电压(U)和/或电流的阈值违反来识别有意进行的断开(A)，并且在阈值违反的持续时间超过预定时间段的情况下标记所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定时间段是至少一小时，优选至少两小时和特别优选至少五小时。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在供电装置具有额定电压的情况下，在低于额定电压95％以上，特别是99％以上的情况下检测到电压(U)的阈值违反。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，直接在记录的测量数据中借助计算机可读增补进行所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)的标记。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助色彩强调进行所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)的突出标记。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在确定供电装置的电压和/或电流的质量时保持不考虑突出地标记的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)。
10.一种用于确定供电装置的电压(U)和/或电流的质量的装置(7)，其中利用所述装置(7)连续地采集电压和/或电流的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)并且由所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)确定电压(U)和/或电流的质量，其特征在于，
识别单元(E)，利用所述识别单元来检测供电装置的有意进行的断开(A)；和
标记单元(K)，在所述标记单元中突出地标记在断开(A)的持续时间期间所采集的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)。
11.根据权利要求10所述的装置(7)，其特征在于，在供电装置具有隔离器(3)的情况下所述识别单元(E)与所述隔离器(3)相连。
12.根据权利要求10或11所述的装置(7)，其特征在于，在所述标记单元(K)之前设置阈值级(G)，所述阈值级在有意进行的断开(A)的情况下确定供电装置的电压(U)和/或电流的阈值违反，并且在阈值违反具有超过预定时间段的持续时间的情况下向所述标记单元(K)发出控制信号。
13.根据权利要求12所述的装置(7)，其特征在于，所述预定时间段是至少一小时，优选至少两小时和特别优选至少五小时。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的装置(7)，其特征在于，在供电装置具有额定电压的情况下，在低于额定电压95％以上，特别是99％以上的情况下检测到电压(U)的阈值违反。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的装置(7)，其特征在于，所述装置(7)包括评价级(W)，所述评价级在确定供电装置的电压(U)和/或电流的质量时排除突出地标记的参数(UEFF，f，H3，H5，GHV)。
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