DE102020102002A1 - Monitoring of circuit breakers - Google Patents
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Abstract
Es wird insbesondere ein Verfahren offenbart, das Verfahren umfassend: Erhalten oder Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind; Abfragen einer Sollinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen des Leistungsschalters, die einen Sollzustand des Leistungsschalters repräsentieren; Vergleichen der erhaltenen oder erfassten Funktionsinformation mit der abgefragten Solinformation des Leistungsschalters; Bestimmen einer Ergebnisinformation zumindest teilweise basierend auf dem Vergleichen, wobei die Ergebnisinformation indikativ für einen Funktionsstatus des Leistungsschalters, wobei die Ergebnisinformation ferner repräsentiert, ob eine einwandfreie Funktion des Leistungsschalters im Rahmen des Vergleichs bestimmt wurde oder nicht; und Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation. Ferner wird eine Vorrichtung und ein System umfassend eine derartige Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens offenbart.In particular, a method is disclosed, the method comprising: obtaining or detecting functional information indicative of one or more acoustic information associated with a circuit breaker; Querying target information indicative of one or more acoustic information items of the circuit breaker, which represent a target state of the circuit breaker; Comparing the received or recorded functional information with the requested solar information of the circuit breaker; Determination of result information at least partially based on the comparison, the result information indicative of a functional status of the circuit breaker, the result information also representing whether or not a correct function of the circuit breaker was determined in the context of the comparison; and outputting or causing the determined result information to be output. Furthermore, a device and a system comprising such a device for carrying out the method are disclosed.
Description
Gebietarea
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Monitoring von Leistungsschaltern.The invention relates to a method for monitoring circuit breakers.
Hintergrundbackground
Leistungsschalter und Leistungsstufenschalter sind in Stromnetzen aller Spannungsebenen, also in sogenannten Hochspannungs-, Mittelspannungs-, und Niederspannungsnetzen vorhanden. Derartige Leistungsschalter schalten bei hohen Spannungen, z. B. zwischen 380 kV und 0,4 kV und hohen Strömen von bis zu mehreren tausend Ampere hohe Lasten, die aus z. B. ganzen Netzteilen und/oder Netzabschnitten, Kraftwerken und/oder Verbrauchern bestehen können bzw. diese umfassen können. Die durchgehende sachgerechte und sichere Funktionalität dieser Leistungsschalter bildet ein Rückgrat einer sicheren und stabilen Energieversorgung.Circuit-breakers and power tap-changers are present in power networks of all voltage levels, i.e. in so-called high-voltage, medium-voltage and low-voltage networks. Such circuit breakers switch at high voltages, e.g. B. between 380 kV and 0.4 kV and high currents of up to several thousand amperes high loads resulting from z. B. whole network parts and / or network sections, power plants and / or consumers can exist or can include them. The consistent, appropriate and safe functionality of these circuit breakers forms the backbone of a safe and stable energy supply.
Die Wartung und Instandhaltung von den in der Energieversorgung eingesetzten Leistungsschaltern erfolgt heute in der Regel nach festen, entweder durch den Hersteller oder durch den Betreiber der Anlage vorgegebenen Intervallen, die händisch durchgeführt werden.The maintenance and repair of the circuit breakers used in the energy supply is now usually carried out at fixed intervals, either specified by the manufacturer or the operator of the system, which are carried out manually.
Die Wartung und Instandhaltung von Leistungsschaltern erfolgt in Deutschland nach der hierzu jeweils gültigen DIN-Norm, u.a. DIN 31051. Diese Norm strukturiert z. B. die Wartung und Instandhaltung in vier Grundmaßnahmen:
- 1. Wartung;
- 2. Inspektion;
- 3. Instandhaltung bzw. -setzung; sowie
- 4. Verbesserung.
- 1. maintenance;
- 2nd inspection;
- 3. Maintenance or repair; as
- 4. Improvement.
Die ersten zwei der vier Grundmaßnahmen beziehen sich ausschließlich auf eine visuelle Prüfung und ggf. auf Messungen von technischen Grundparametern der Leistungsschalter.The first two of the four basic measures relate exclusively to a visual inspection and, if necessary, to measurements of the basic technical parameters of the circuit breakers.
Häufig wird innerhalb von Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen ein sogenannter Fingerprint verwendet, bei dem die technischen Kernparameter eines Leistungsschalters wie z. B. die Auslösezeit, Federspann- und Entspannzeit, Ein- und Auskontaktzeit, der Kontaktweg der einzelnen Pole sowie Spannungen, Ströme und Drücke erfasst und gemessen werden, um diese Geräte auf eine sachgerechte Funktion zu überprüfen.Often a so-called fingerprint is used within maintenance and repair measures, in which the technical core parameters of a circuit breaker such. B. the release time, spring tension and relaxation time, contact and disconnection time, the contact path of the individual poles as well as voltages, currents and pressures can be recorded and measured in order to check that these devices are working properly.
Die Durchführung von Wartungs- und Inspektionsmaßnahmen erfolgt zurzeit durch ein vor Ort anwesendes Personal, welches in der Regel aus zwei Mitarbeitern des Netzbetreibers oder eines Dienstleisters besteht.Maintenance and inspection measures are currently carried out by staff present on site, which usually consists of two employees from the network operator or a service provider.
Zwischen den Wartungs- und Instandhaltungsintervallen, die durchaus zwei bis vier Jahre und mehr betragen können, erfolgen keine weiteren Prüfmaßnahmen an diesen Geräten, es sei denn, es kommt zu einer Störung bzw. einem Defekt, die mitunter empfindlichen Einfluss auf den Betrieb des betroffenen Stromnetzes haben können.Between the maintenance and servicing intervals, which can be two to four years and more, no further test measures are carried out on these devices, unless there is a malfunction or a defect that can have a sensitive impact on the operation of the power grid concerned can have.
So kann es zu Situationen kommen, in denen der Netzbetreiber erst beim Schalten bzw. bei einer Schutzauslösung feststellt, dass die Funktion(en) des Leistungsschalters versagt haben (als sogenanntes Schaltversagen bezeichnet).This can lead to situations in which the network operator notices that the function (s) of the circuit breaker have failed (referred to as so-called switching failure) only when switching or when the protection is triggered.
Die anschließende Analyse von Leistungsschaltern, die die Ursache von Schaltversagen waren, hat gezeigt, dass viele Defekte aus Störungen der Mechanik und der Antriebe dieser Leistungsschalter resultieren. Entsprechend hätten die Störungen im Stromnetz mitunter vermieden werden können, wenn die Mechanik und Antriebe der Leistungsschalter frühzeitig kontrolliert worden wären.The subsequent analysis of circuit breakers that were the cause of switching failure has shown that many defects result from malfunctions in the mechanics and drives of these circuit breakers. Accordingly, the disturbances in the power grid could have been avoided if the mechanics and drives of the circuit breakers had been checked at an early stage.
Allgemeine Beschreibung einiger beispielhafter AusführungsformenGeneral description of some exemplary embodiments
Es wäre wünschenswert, Selbstüberwachungsfunktionen oder ein Offline- bzw. ein Online-Monitoring anbieten zu können, um mitunter auftretende Störungen bzw. Defekte, und ein Schaltversagen frühzeitig erkennen zu können. Dies könnte insbesondere bei einer weitergehenden Unabhängigkeit von Personal häufig und kostengünstiger durchgeführt werden.It would be desirable to be able to offer self-monitoring functions or offline or online monitoring in order to be able to recognize early on malfunctions or defects and a switching failure. This could be done more often and more cost-effectively, especially with greater independence from staff.
Vor dem Hintergrund des dargestellten Standes der Technik ist es somit die gegenständliche Aufgabe, die beschriebenen Probleme zumindest teilweise zu verringern oder zu vermeiden, das heißt insbesondere eine kostengünstige Möglichkeit bereitzustellen, um Selbstüberwachungsfunktionen für Leistungsschalter, die insbesondere ohne eine vor Ort Besichtigung des Leistungsschalters durch Personal auskommen, zu realisieren.Against the background of the state of the art presented, the objective task is to at least partially reduce or avoid the problems described, that is to say in particular to provide a cost-effective way of performing self-monitoring functions for circuit breakers, in particular without an on-site inspection of the circuit breaker by personnel get along to realize.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch ein Verfahren nach einem ersten Aspekt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is objectively achieved by a method according to a first aspect with the features of claim 1.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung beschrieben, welche dazu eingerichtet ist oder entsprechende Mittel umfasst, ein Verfahren nach dem ersten Aspekt durchzuführen und/oder zu steuern. Vorrichtungen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt sind oder umfassen insbesondere eine oder mehrere Vorrichtungen gemäß dem zweiten Aspekt.According to a second aspect of the invention, a device is described which is set up or comprises corresponding means to carry out and / or control a method according to the first aspect. Devices of the method according to the first aspect are or comprise in particular one or more devices according to the second aspect.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird auch eine alternative Vorrichtung beschrieben, umfassend zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher mit Computerprogrammcode, wobei der zumindest eine Speicher und der Computerprogrammcode dazu eingerichtet sind, mit dem zumindest einen Prozessor zumindest ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen und/oder zu steuern. Unter einem Prozessor soll zum Beispiel eine Kontrolleinheit, ein Mikroprozessor, eine Mikrokontrolleinheit wie ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (ASIC) oder ein Field Programmable Gate Arrays (FPGA) verstanden werden.According to the second aspect of the invention, an alternative device is also described, comprising at least one processor and at least one memory with computer program code, the at least one memory and the computer program code being set up to carry out at least one method according to the first aspect with the at least one processor and / or control. A processor should be understood to mean, for example, a control unit, a microprocessor, a microcontrol unit such as a microcontroller, a digital signal processor (DSP), an application-specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA).
Zum Beispiel umfasst eine beispielhafte Vorrichtung ferner Mittel zum Speichern von Informationen wie einen Programmspeicher und/oder einen Hauptspeicher. Zum Beispiel umfasst eine beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung ferner jeweils Mittel zum Empfangen und/oder Senden von Informationen über ein Netzwerk wie eine Netzwerkschnittstelle. Zum Beispiel sind beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtungen über ein oder mehrere Netzwerke miteinander verbunden und/oder verbindbar.For example, an exemplary device further comprises means for storing information such as a program memory and / or a main memory. For example, an exemplary device according to the invention further comprises means for receiving and / or sending information via a network such as a network interface. For example, exemplary devices according to the invention are connected to one another and / or can be connected via one or more networks.
Eine beispielhafte Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt ist oder umfasst etwa eine Datenverarbeitungsanlage, die softwaremäßig und/oder hardwaremäßig eingerichtet ist, um die jeweiligen Schritte eines beispielhaften Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt ausführen zu können. Beispiele für eine Datenverarbeitungsanlage sind ein Computer, ein Desktop-Computer, ein Server, ein Thinclient und/oder ein tragbarer Computer (Mobilgerät), wie etwa ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein Wearable, ein persönlicher digitaler Assistent oder ein Smartphone.An exemplary device according to the second aspect is or comprises, for example, a data processing system that is set up in terms of software and / or hardware in order to be able to carry out the respective steps of an exemplary method according to the second aspect. Examples of a data processing system are a computer, a desktop computer, a server, a thin client and / or a portable computer (mobile device), such as a laptop computer, a tablet computer, a wearable, a personal digital assistant or a smartphone .
Einzelne Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt (beispielsweise das Erhalten oder Ermitteln einer Intensitätsinformation, das Ermitteln der mindestens einen Ausgangsgröße) können hierbei mit einer Sensorvorrichtung, welche auch mindestens ein Sensorelement aufweist, durchgeführt werden. Ebenso können einzelne Verfahrensschritte (beispielsweise das Erhalten oder Ermitteln einer Intensitätsinformation, das Ermitteln der mindestens einen Ausgangsgröße), welche beispielswiese nicht unbedingt mit der Sensoreinrichtung durchgeführt werden müssen, von einer weiteren Vorrichtung vorgenommen werden, welche insbesondere über ein Kommunikationssystem mit der Vorrichtung, welche mindestens ein Sensorelement aufweist, in Verbindung steht.Individual method steps of the method according to the first aspect (for example obtaining or determining intensity information, determining the at least one output variable) can be carried out with a sensor device which also has at least one sensor element. Likewise, individual method steps (for example obtaining or determining intensity information, determining the at least one output variable), which, for example, do not necessarily have to be carried out with the sensor device, can be carried out by a further device, which in particular via a communication system with the device, which at least having a sensor element, is in communication.
Weitere Vorrichtungen können vorgesehen sein, beispielswiese ein Server und/oder beispielsweise ein Teil bzw. eine Komponente einer sogenannten Computer Cloud, welche Datenverarbeitungsressourcen dynamisch für verschiedene Nutzer in einem Kommunikationssystem bereitstellt. Unter einer Computer Cloud wird insbesondere eine Datenverarbeitungs-Infrastruktur gemäß der Definition des „National Institute for Standards and Technology“ (NIST) für den englischen Begriff „Cloud Computing“ verstanden. Ein Beispiel einer Computer Cloud ist eine Microsoft Windows Azure Platform.Further devices can be provided, for example a server and / or for example a part or a component of a so-called computer cloud, which dynamically provides data processing resources for different users in a communication system. A computer cloud is understood to mean, in particular, a data processing infrastructure according to the definition of the “National Institute for Standards and Technology” (NIST) for the English term “cloud computing”. An example of a computer cloud is a Microsoft Windows Azure platform.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird auch ein Computerprogramm beschrieben, das Programmanweisungen umfasst, die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor läuft. Ein beispielhaftes Programm gemäß der Erfindung kann in oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, welches eines oder mehrere Programme enthält.According to the second aspect of the invention, a computer program is also described which comprises program instructions which cause a processor to execute and / or control a method according to the first aspect when the computer program is running on the processor. An exemplary program according to the invention can be stored in or on a computer-readable storage medium which contains one or more programs.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird auch ein computerlesbares Speichermedium beschrieben, welches ein Computerprogramm gemäß dem zweiten Aspekt enthält. Ein computerlesbares Speichermedium kann z.B. als magnetisches, elektrisches, elektro-magnetisches, optisches und/oder andersartiges Speichermedium ausgebildet sein. Ein solches computerlesbares Speichermedium ist vorzugsweise gegenständlich (also „berührbar“), zum Beispiel ist es als Datenträgervorrichtung ausgebildet. Eine solche Datenträgervorrichtung ist beispielsweise tragbar oder in einer Vorrichtung fest installiert. Beispiele für eine solche Datenträgervorrichtung sind flüchtige oder nicht-flüchtige Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM) wie z.B. NOR-Flash-Speicher oder mit sequentiellen-Zugriff wie NAND-Flash-Speicher und/oder Speicher mit Nur-Lese-Zugriff (ROM) oder Schreib-Lese-Zugriff. Computerlesbar soll zum Beispiel so verstanden werden, dass das Speichermedium von einem Computer bzw. einer Datenverarbeitungsanlage (aus)gelesen und/oder beschrieben werden kann, beispielsweise von einem Prozessor.According to the second aspect of the invention, a computer-readable storage medium is also described which contains a computer program according to the second aspect. A computer-readable storage medium can be designed, for example, as a magnetic, electrical, electromagnetic, optical and / or other type of storage medium. Such a computer-readable storage medium is preferably tangible (ie “touchable”), for example it is designed as a data carrier device. Such a data carrier device is, for example, portable or permanently installed in a device. Examples of such a data carrier device are volatile or non-volatile memories with random access (RAM) such as NOR flash memories or with sequential access such as NAND flash memories and / or memories with read-only access (ROM) or read / write access. Computer-readable is to be understood, for example, to mean that the storage medium can be read (from) and / or written to by a computer or a data processing system, for example by a processor.
In einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst ist eine Vorrichtung nach dem dritten Aspekt vorgesehen, die Vorrichtung umfassend: Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind; und Mittel zum Ausgeben der erfassten Funktionsinformation an eine Vorrichtung (z. B. eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt), die eingerichtet oder ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt.In an exemplary embodiment, a device according to the third aspect is provided, the device comprising: means for acquiring functional information indicative of one or more audible information associated with a circuit breaker; and means for outputting the detected functional information to a device (for example a device according to the second aspect) which is set up or designed to carry out a method according to the first aspect.
In einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt ferner Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind; und Mittel zum Ausgeben der erfassten Funktionsinformation an eine Vorrichtung (z. B. eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt), die eingerichtet oder ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt.In an exemplary embodiment, the device according to the third aspect further comprises means for acquiring functional information indicative of one or more acoustic information items that are associated with a circuit breaker; and means for outputting the detected functional information to a device (for example a device according to the second aspect) which is set up or designed to carry out a method according to the first aspect.
In einer beispielhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation der Vorrichtung nach dem dritten Aspekt dazu eingerichtet und/oder ausgebildet, ein Geräuschprofil von einem oder mehreren Bauteilen des Leistungsschalters zu erfassen.In an exemplary embodiment, the means for acquiring functional information of the device according to the third aspect are set up and / or designed to acquire a noise profile from one or more components of the circuit breaker.
In einer beispielhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt an oder in einem Leistungsschalter oder einem Leistungsstufenschalter verbaut.In an exemplary embodiment, the device according to the third aspect is installed on or in a power switch or a power tap changer.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird auch ein System beschrieben, umfassend mehrere Vorrichtungen, insbesondere einen Leistungsschalter oder einen Leistungsstufenschalter; eine erste Vorrichtung nach dem dritten Aspekt, wobei die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt an oder in dem Leistungsschalter oder in dem Leistungsstufenschalter verbaut ist; und eine zweite Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, die zur Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt eingerichtet oder ausgebildet ist, wobei die erste Vorrichtung zum Ausgeben oder zum Veranlassen des Ausgebens einer erfassten Funktionsinformation an die zweite Vorrichtung eingerichtet und/oder ausgebildet ist.According to a fourth aspect of the invention, a system is also described comprising a plurality of devices, in particular a circuit breaker or a circuit breaker; a first device according to the third aspect, wherein the device according to the third aspect is installed on or in the power switch or in the power tap changer; and a second device according to the second aspect, which is set up or designed to carry out a method according to the first aspect, wherein the first device is set up and / or designed to output or initiate the outputting of detected functional information to the second device.
Im Folgenden werden einige beispielhafte Ausführungsformen nach allen Aspekten detaillierter beschrieben:
- Dem Gegenstand liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Funktionen eines Leistungsschalters regelmäßig kontrollierbar sind, wenn der Leistungsschalter mit einem Monitoringsystem ausgestattet ist. Ein derartiges Monitoring bzw. Überwachen eines Leistungsschalters funktioniert gemäß beispielhaften Ausgestaltungen nach allen Aspekten gegenständlich wie folgt:
- Beispielsweise kann an einer bestimmten Stelle eines Leistungsschalters eine akustische Messeinrichtung (z. B. ein Mikrofon zzgl. optionaler dazugehöriger Elektronik) vorgesehen sein. Diese Messeinrichtung kann z. B. bei Schaltvorgängen oder beim Spannen der Feder eines Leistungsschalters ein akustisches Profil repräsentiert von der Funktionsinformation erfassen (z. B. aufnehmen). Das Profil ist oder repräsentiert eine Art Fingerabdruck bzw. Fingerprint des entsprechenden Leistungsschalters. Dieser Fingerprint umfasst Informationen über die mitunter komplexe Mechanik und/oder Antriebe des Leistungsschalters. Ein derartiger Fingerprint ist beispielsweise von der Funktionsinformation repräsentiert.
- The subject matter is based on the knowledge that functions of a circuit breaker can be regularly checked if the circuit breaker is equipped with a monitoring system. Such a monitoring or monitoring of a circuit breaker works according to exemplary embodiments according to all aspects as follows:
- For example, an acoustic measuring device (e.g. a microphone plus optional associated electronics) can be provided at a specific point on a circuit breaker. This measuring device can, for. B. during switching operations or when tensioning the spring of a circuit breaker an acoustic profile represented by the functional information record (z. B. record). The profile is or represents a type of fingerprint of the corresponding circuit breaker. This fingerprint contains information about the sometimes complex mechanics and / or drives of the circuit breaker. Such a fingerprint is represented by the functional information, for example.
Eine derartige Funktionsinformation kann beispielsweise in regelmäßigen zeitlichen Intervallen erfasst, z. B. von einer akustischen Messeinrichtung aufgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung, die beispielsweise eine akustische Messeinrichtung umfasst und an oder in einem Leistungsschalter verbaut ist, die Funktionsinformation erfassen (z. B. aufnehmen). Anschließend kann diese Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt zur Verfügung gestellt werden, so dass die Funktionsinformation erhalten wird.Such functional information can be recorded, for example, at regular time intervals, e.g. B. be recorded by an acoustic measuring device. As an alternative or in addition, a device which, for example, comprises an acoustic measuring device and is installed on or in a circuit breaker, can detect (e.g. record) the functional information. This device can then be made available according to the second aspect, so that the functional information is obtained.
Die Funktionsinformation ist ferner beispielsweise indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind, beispielsweise aufgenommene Geräusche, die der Leistungsschalter im Betrieb verursacht. Dies können beispielsweise von der Mechanik und/oder von einem oder mehreren Antrieben des Leistungsschalters verursachte Geräusche sein. Die Funktionsinformation wird insbesondere während Schaltvorgängen oder beim Spannen der Feder des Leistungsschalters erfasst.The functional information is also, for example, indicative of one or more acoustic information associated with a circuit breaker, for example recorded noises that the circuit breaker causes during operation. This can be, for example, noises caused by the mechanics and / or by one or more drives of the circuit breaker. The functional information is recorded in particular during switching operations or when tensioning the spring of the circuit breaker.
Um eine Ergebnisinformation bestimmen zu können, beispielsweise mittels eines künstlichen neuronalen Netzes, erfolgt zunächst eine Abfrage einer Sollinformation, die eine vergleichbare Information, beispielsweise ein aufgenommenes Geräusch repräsentiert, dass bei einem einwandfrei funktionierenden Leistungsschalter, vorzugsweise gleichen Typs, erfasst (z. B. aufgenommen) wurde. Um bestimmen zu können, ob ein potentieller Defekt oder eine Störung des Leistungsschalters vorliegt, erfolgt ein Vergleich dieser beiden InformationenIn order to be able to determine result information, for example by means of an artificial neural network, a request for target information is first carried out, which represents comparable information, for example a recorded sound, that is recorded (e.g. recorded with a perfectly functioning circuit breaker, preferably of the same type) ) became. In order to be able to determine whether there is a potential defect or a fault in the circuit breaker, these two pieces of information are compared
Durch einen Vergleich beispielsweise von einem aufgenommenen akustischen Profil mit einem Musterprofil/Sollprofil, kann beispielsweise auf ein oder mehrere der im Folgenden aufgeführten Eigenschaften rückgeschlossen werden:
- - Anomalien in der Funktion der Mechanik und/oder des Antriebs von dem Leistungsschalter können festgestellt werden, beispielsweise umfasst die Sollinformation hierzu ferner akustische Informationen von bekannten Defekten und/oder Störungen eines vergleichbaren Leistungsschalters.
- - Diese Anomalien können präzisiert werden, indem diese beispielsweise der (z. B. bekannten) Abnutzung oder Fehlfunktionen von bestimmten Bauteilen eines vergleichbaren Leistungsschalters zugeordnet werden.
- - Technische Parameter des Leistungsschalters, wie z. B. Schaltzeit, Federspannungszeit, usw. können beispielsweise laufend und/oder nach dem Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls erfasst werden. Diese können alternativ oder zusätzlich mit Sollvorgaben, die beispielsweise ferner von der Sollinformation umfasst sind, verglichen werden. Auf ein derartiges Zeitintervall kann beispielsweise durch eine Analyse der erfassten akustischen Information rückgeschlossen werden, indem die Zeitdauer und/oder Frequenz eines bestimmten Geräusches analysiert und/oder bestimmt wird.
- - Anomalies in the function of the mechanics and / or the drive of the circuit breaker can be determined, for example the target information for this purpose also includes acoustic information about known defects and / or malfunctions of a comparable circuit breaker.
- These anomalies can be specified more precisely by assigning them, for example, to the (e.g. known) wear and tear or malfunctions of certain components of a comparable circuit breaker.
- - Technical parameters of the circuit breaker, such as B. switching time, spring tension time, etc. can for example be recorded continuously and / or after a predefined time interval has elapsed. As an alternative or in addition, these can be compared with target specifications which, for example, are also included in the target information. Such a time interval can be inferred, for example, by analyzing the recorded acoustic information by analyzing and / or determining the duration and / or frequency of a specific noise.
Zumindest teilweise auf Basis eines Ergebnisses durch den Vergleich erfolgt ein Bestimmen einer Ergebnisinformation. Die Ergebnisinformation ist dann indikativ für einen Funktionsstatus des Leistungsschalters. Die Ergebnisinformation repräsentiert ferner, ob eine einwandfreie Funktion des Leistungsschalters im Rahmen des Vergleichs bestimmt wurde oder nicht.Result information is determined at least partially on the basis of a result from the comparison. The result information is then indicative of a functional status of the circuit breaker. The result information also represents whether or not a correct function of the circuit breaker was determined in the course of the comparison.
Die Ergebnisinformation wird ausgegeben, oder es erfolgt ein Veranlassen der Ausgabe, beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstelle, sobald diese für eine Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt durchführt und/oder steuert, verfügbar ist. Die Ausgabe der Ergebnisinformation erfolgt beispielsweise an einen Server oder an eine Servercloud, z. B. von einer Netzleitstelle des den Leistungsschalter umfassenden Stromnetzes, so dass anschließend beispielsweise eine Reparatur, falls notwendig, durch einen Mitarbeiter z. B. der Netzleitstelle veranlasst werden kann.The result information is output, or the output is initiated, for example via a communication interface, as soon as it is available for a device that carries out and / or controls the method according to the first aspect. The result information is output, for example, to a server or to a server cloud, e.g. B. from a network control center of the power network including the circuit breaker, so that then, for example, a repair, if necessary, by an employee z. B. the network control center can be initiated.
Beispielsweise ist eine derartige Kommunikationsschnittstelle für eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation eingerichtet. Beispielsweise ist die Kommunikationsschnittstelle eine Netzwerkschnittstelle. Die Kommunikationsschnittstelle ist bevorzugt dazu eingerichtet mit einem Kommunikationssystem zu kommunizieren. Beispiele für ein Kommunikationssystem sind ein lokales Netzwerk (LAN), ein großräumiges Netzwerk (WAN), ein drahtloses Netzwerk (beispielsweise gemäß dem IEEE-802.11-Standard, dem Bluetooth (LE)-Standard und/oder dem NFC-Standard), ein drahtgebundenes Netzwerk, ein Mobilfunknetzwerk, ein Telefonnetzwerk und/oder das Internet. Ein Kommunikationssystem kann die Kommunikation mit einem externen Computer umfassen, beispielsweise über eine Internetverbindung.For example, such a communication interface is set up for wired or wireless communication. For example, the communication interface is a network interface. The communication interface is preferably set up to communicate with a communication system. Examples of a communication system are a local area network (LAN), a large area network (WAN), a wireless network (for example according to the IEEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or the NFC standard), a wired network Network, a cellular network, a telephone network and / or the Internet. A communication system can include communication with an external computer, for example via an Internet connection.
Das Verfahren nach dem ersten Aspekt ist ein oder mehrere Male ausführbar, z. B. wiederholt ausführbar. Beispielsweise erfolgt eine wiederholte Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt nach dem Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls, beispielsweise täglich, wöchentlich, monatlich, viertel- oder halbjährlich, oder jährlich, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen. Alternativ kann auch eine stetige Überprüfung des Leistungsschalters erfolgen, sofern dies aufgrund gegebener Rahmenbedingungen, z. B. verfügbare Übertragungskapazitäten und Rechenkapazitäten möglich ist.The method according to the first aspect can be carried out one or more times, e.g. B. repeatedly executable. For example, the method according to the first aspect is repeated and / or controlled after a predefined time interval has elapsed, for example daily, weekly, monthly, quarterly or half-yearly, or annually, to name just a few non-limiting examples. Alternatively, the circuit breaker can also be continuously checked, provided that this is due to the given framework conditions, e.g. B. available transmission capacity and computing capacity is possible.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Verfahren ferner:
- - Speichern der Ergebnisinformation in einem Speicher, wobei das Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens basierend auf einem Erhalten einer Anfrage zum Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation erfolgt.
- Storing the result information in a memory, the outputting or causing the output to take place on the basis of receiving a request for outputting or causing the determined result information to be output.
Die Ergebnisinformation ist beispielsweise in einem Speicher speicherbar. Beispielsweise ist der Speicher von der Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt ausführt und/oder steuert umfasst. Alternativ oder zusätzlich ist der Speicher von der Vorrichtung nach dem dritten Aspekt umfasst, die z. B. an oder in einem Leistungsschalter verbaut ist. Bis zum Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation kann die Ergebnisinformation somit vorgehalten werden. Wenn dann beispielsweise eine Kommunikationsverbindung zu einem Server oder einer Servercloud einer Netzleitstelle verfügbar ist, kann die Ergebnisinformation an diese übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Ergebnisinformation beispielsweise von dem Speicher auf einen Datenträger, z. B. einen USB-Stick kopiert werden, der beispielsweise lokal mit der Vorrichtung, die den Speicher umfasst verbunden wird. Dann wird die Ergebnisinformation beispielsweise auf diesen kopiert werden und anschließend ausgelesen.The result information can be stored in a memory, for example. For example, the memory is comprised by the device that executes and / or controls the method according to the first aspect. Alternatively or additionally, the memory is comprised by the device according to the third aspect, which z. B. is installed on or in a circuit breaker. The result information can thus be retained until the outputting or the outputting of the specific result information is initiated. If, for example, a communication connection to a server or a server cloud of a network control center is available, the result information can be transmitted to this. Alternatively or additionally, the result information can, for example, be transferred from the memory to a data carrier, e.g. B. a USB stick can be copied, for example locally connected to the device that includes the memory. The result information is then copied onto this, for example, and then read out.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten ist die Funktionsinformation ferner indikativ für einen oder mehrere Messwerte, die mit dem Leistungsschalter assoziiert sind, und wobei die Sollinformation ferner indikativ ist für einen oder mehrere Messwerte des Leistungsschalters, die einen Sollzustand des Leistungsschalters repräsentieren;In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, the functional information is also indicative of one or more measured values associated with the circuit breaker, and the target information is also indicative of one or more measured values of the circuit breaker which represent a target state of the circuit breaker;
Durch (z. B. in die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt integrierte) Messeinrichtungen, wie beispielsweise sensorische Messeinrichtungen, die Stromstärke, Spannung, Widerstand, elektrische und/oder magnetische Felder, Teilentladung, Temperatur, Kapazität oder dergleichen erfassen (z. B. messen), sind beispielsweise weitere Parameter erfassbar, die einen Rückschluss auf einen Funktionsstatus von dem Leistungsschalter zulassen und optional in die Auswertung herangezogen werden. Dies können beispielsweise Messgrößen in den Einheiten Volt, Ampere, Ohm, Pascal, Newtonmeter, Celsius, pC (Coulomb), oder eine Kombination hiervon sein, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen.By measuring devices (e.g. integrated into the device according to the third aspect), such as, for example, sensory measuring devices that detect (e.g. measure) the current intensity, voltage, resistance, electric and / or magnetic fields, partial discharge, temperature, capacitance or the like ), further parameters can be recorded, for example, which allow conclusions to be drawn about a functional status of the circuit breaker and which are optionally used in the evaluation. This can, for example, be measured variables in the units Volt, Ampere, Ohm, Pascal, Newtonmeter, Celsius, pC (Coulomb), or a combination thereof, to name just a few non-limiting examples.
Der Funktionsstatus repräsentiert beispielsweise, ob der Leistungsschalter einwandfrei funktioniert, eingeschränkt funktioniert, ein Defekt in naher (z. B. vordefinierter Zeitraum von einem oder mehreren Tagen, Wochen, oder Monaten) wahrscheinlich ist, oder defekt ist, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen.The functional status represents, for example, whether the circuit breaker is working properly, is working to a limited extent, a defect is likely in the near future (e.g. a predefined period of one or more days, weeks or months), or is defective, to name just a few non-limiting examples to call.
Der Leistungsschalter ist beispielsweise ein Hochspannungsleistungsschalter (HS-LS). Alternativ kann es sich in analoger Weise um einen Mittelspannungs- (MS-LS) oder Niederspannungsleistungsschalter (NS-LS) handeln.The circuit breaker is, for example, a high-voltage circuit breaker (HS-LS). Alternatively, it can be a medium-voltage (MS-LS) or low-voltage circuit breaker (NS-LS) in an analogous manner.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten wird die Funktionsinformation von einem oder mehreren Mitteln zum Erfassen einer akustischen Information und/oder einem oder mehreren Mitteln zum Erfassen von Messwerten erfasst.In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, the functional information is acquired by one or more means for acquiring acoustic information and / or one or more means for acquiring measured values.
Die Mittel zum Erfassen einer akustischen Information sind beispielsweise als akustische Messeinrichtung (z. B. ein Mikrofon zzgl. dazugehöriger Elektronik) ausgebildet. Die Mittel zum Erfassen von Messwerten sind oder umfassen beispielsweise Spannungs- und/oder Strommesseinrichtungen, Widerstandsmesseinrichtungen, Magnetfeldmesseinrichtungen, Teilentladungsmesseinrichtungen, Temperaturmesseinrichtungen, Druckmesseinrichtungen, oder eine Kombination hiervon, um nur einige nicht limitierende Beispiele zu nennen.The means for acquiring acoustic information are designed, for example, as an acoustic measuring device (for example a microphone plus associated electronics). The means for acquiring measured values are or include, for example, voltage and / or current measuring devices, resistance measuring devices, magnetic field measuring devices, partial discharge measuring devices, temperature measuring devices, pressure measuring devices, or a combination thereof, to name just a few non-limiting examples.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst die Funktionsinformation und/oder Sollinformation eine oder mehrere akustische Informationen und/oder Messwerte von einem oder mehreren Bauteilen, insbesondere von einem oder mehreren mechanischen Bauteilen und/oder von einem oder mehreren Antrieben des Leistungsschalters.In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, the functional information and / or target information includes one or more acoustic information and / or measured values from one or more components, in particular from one or more mechanical components and / or from one or more drives of the circuit breaker.
Bei den Bauteilen handelt es sich insbesondere um mechanisch bewegbare Bauteile des Leistungsschalters. Der Leistungsschalter ist beispielsweise eine in sich geschlossene Einheit. Wie bereits offenbart, umfasst und besteht ein Leistungsschalter zum großen Teil aus Mechanik bzw. mechanischen Bauteilen. Hierrunter fallen beispielsweise Federn, Spannfedern, Heben, Antriebs- und Hilfsmotoren, Magnetkontakte, Führungsschienen, Stangen, Schaltkammern, Schaltkontakte, oder dergleichen. Auch auf Leistungsstufenschalter als spezielle Unterart von Leistungsschaltern trifft dies zu.The components are, in particular, mechanically movable components of the circuit breaker. The circuit breaker is, for example, a self-contained unit. As already disclosed, a circuit breaker comprises and consists largely of mechanics or mechanical components. This includes, for example, springs, tension springs, lifting, drive and auxiliary motors, magnetic contacts, guide rails, rods, switching chambers, switching contacts, or the like. This also applies to power tap-changers as a special sub-type of circuit-breakers.
Die Sollinformation repräsentiert beispielsweise derartige akustische Informationen und/oder Messwerte eines fehlerfreien Leistungsschalters. Diverse Bauteile derartiger Leistungsschalter können mit der Zeit ihre ursprünglichen Eigenschaften verlieren, beispielsweise können Federn ausleiern, mechanische bewegte Teile können schwergängig werden und/oder abbrechen. Ferner können Schaltkontakte abnutzen oder Beschädigungen durch Abbrand haben, usw. Dies resultiert beispielsweise in einem veränderten Geräusch, wenn diese Bauteile bewegt werden. Dies lässt sich gegenständlich erfassen.The target information represents, for example, acoustic information of this type and / or measured values of a fault-free circuit breaker. Various components of such circuit breakers can lose their original properties over time, for example springs can wear out, mechanical moving parts can become stiff and / or break off. Furthermore, switching contacts can wear out or be damaged by burning, etc. This results, for example, in a changed noise when these components are moved. This can be grasped objectively.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Bestimmen einer Ergebnisinformation ferner:
- - Filtern der Funktionsinformation, so dass die eine oder mehreren akustischen Informationen und/oder Messwerte auf diejenigen eines bestimmten Bauteils von dem Leistungsschalter gefiltert sind; und
- - Bestimmen, ob eine einwandfreie Funktion dieses gefilterten Bauteils vorliegt oder nicht.
- Filtering of the functional information, so that the one or more acoustic information and / or measured values are filtered to those of a specific component of the circuit breaker; and
- - Determine whether this filtered component is functioning properly or not.
Die Funktionsinformation wird beispielsweise gefiltert, indem eine entsprechende Information, auf die gefiltert werden soll und die beispielsweise von der Sollinformation umfasst ist, in der Funktionsinformation gesucht wird, und die übrigen Informationen (soweit vorhanden) anschließend aus der Funktionsinformation entfernt werden, so dass nur noch die gefilterte Information vorliegt. Diese gefilterte Information kann beispielsweise ferner als neue Information gespeichert werden, so dass die ursprüngliche Funktionsinformation nicht verloren geht. Zum Beispiel umfasst die Sollinformation eine akustische Information indikativ für das Spannen von einer oder mehreren Federn des Leistungsschalters. Aus der akustischen Information von der Funktionsinformation wird anschließend derjenige Teil gesucht, der am meisten mit einer akustischen Information von der Sollinformation übereinstimmt, wobei dieser Teil der Sollinformation das Spannen von einer oder mehreren Federn eines vollfunktionsfähigen Leistungsschalters (insbesondere eines Leistungsschalters gleichen Modells und/oder Typs) repräsentiert. Dieser Teil entspricht mit hoher Wahrscheinlichkeit beispielsweise dem Geräusch beim Spannen von der einen oder den mehreren Federn, so dass die Funktionsinformation auf diese Information gefiltert wird.The functional information is filtered, for example, by searching for corresponding information to be filtered for and which is included in the target information, for example, in the functional information, and the remaining information (if available) is then removed from the functional information so that only the filtered information is available. This filtered information can, for example, also be stored as new information so that the original functional information is not lost. For example, the setpoint information includes acoustic information indicative of the tensioning of one or more springs of the circuit breaker. From the acoustic information from the functional information, that part is then searched for which most closely matches acoustic information from the target information, this part of the target information being the tensioning of one or more springs of a fully functional circuit breaker (in particular a circuit breaker of the same model and / or type ) represents. This part corresponds with a high probability, for example, to the noise when the one or more springs are tensioned, so that the functional information is filtered based on this information.
Durch einen Vergleich von der gefilterten Funktionsinformation mit der entsprechenden Sollinformation bzw. einem ein bestimmtes Bauteil des Leistungsschalters repräsentierenden Teils der Sollinformation wird anschließend bestimmt, ob eine einwandfreie oder beeinträchtige Funktion oder ein Defekt des entsprechenden Bauteils von dem Leistungsschalter vorliegt.By comparing the filtered functional information with the corresponding target information or a part of the target information representing a specific component of the circuit breaker, it is then determined whether the corresponding component of the circuit breaker is functioning properly or is impaired.
Diese Schritte können mehrmals durchgeführt werden, z. B. für sämtliche oder mehrere (d.h. zumindest zwei) Bauteile des Leistungsschalters. Dies ermöglicht eine umfassende bzw. vollständige Funktionsüberprüfung des Leistungsschalters.These steps can be carried out several times, e.g. B. for all or several (ie at least two) components of the circuit breaker. This enables a comprehensive or complete functional check of the circuit breaker.
Die Auswertung der durch den Leistungsschalter im Selbstmonitoringprozess gesammelten Daten, die von der Funktionsinformation umfasst oder repräsentiert sind, zum Bestimmen der Ergebnisinformation, erfolgt ferner beispielsweise wie folgt:
- In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten repräsentieren die eine oder mehreren akustischen Informationen der Funktionsinformation ein Geräuschprofil des Leistungsschalters und/oder der Sollinformation ein Soll-Geräuschprofil des Leistungsschalters.
- In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, the one or more acoustic information items of the functional information represent a noise profile of the circuit breaker and / or the target information represents a target noise profile of the circuit breaker.
Die akustische Information der Funktionsinformation und/oder der Sollinformation repräsentiert beispielsweise ein von einem bestimmten Bauteil oder von mehreren Bauteilen des Leistungsschalters z. B. beim Schalten verursachtes Geräusch, auch als Geräuschprofil des Leistungsschalters bezeichnet.The acoustic information of the function information and / or the target information represents, for example, one of a certain component or of several components of the circuit breaker z. B. noise caused when switching, also referred to as the noise profile of the circuit breaker.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten ist das Soll-Geräuschprofil des Leistungsschalters in Abhängigkeit eines Typs und/oder einer Bauart des Leistungsschalters von der Sollinformation umfasst.In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, the target information includes the target noise profile of the circuit breaker as a function of a type and / or a design of the circuit breaker.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Verfahren ferner:
- - Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens eines Alarms basierend auf der gespeicherten Ergebnisinformation.
- - Issuing or causing an alarm to be issued based on the stored result information.
Optional kann ferner ein Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens einer Handlung und/oder Handlungsempfehlung basierend auf der gespeicherten Ergebnisinformation erfolgen. Dies ist beispielsweise ein Ausgeben des identifizierten Schadens umfasst von der Ergebnisinformation mit einer Handlungsempfehlung, die zur Behebung des identifizierten Schadens durchgeführt werden kann.Optionally, an action and / or a recommended action can also be output or caused to be output based on the stored result information. This is, for example, outputting the identified damage comprised by the result information with a recommendation for action that can be carried out to remedy the identified damage.
Die erfasste Funktionsinformation wird z. B. durch das Personal anhand einer am Leistungsschalter vorhandenen Schnittstelle auf ein mobiles Auswertungsgerät bzw. Endgerät übertragen und dort beispielsweise anhand eines künstlichen neuronalen Netzes (im Sinne des Gegenstands auch mit dem Begriff „künstliche Intelligenz (KI)“ bezeichnet) unter den vorstehend offenbarten Kriterien ausgewertet (sogenanntes Offline-Monitoring). Die erfasste Funktionsinformation wird beispielsweise an das mobile Auswertungsgerät ausgegeben bzw. deren Ausgabe an dieses mobile Auswertungsgerät veranlasst. Letzteres erfolgt beispielsweise indem eine Kommunikationsschnittstelle angesteuert wird, so dass die Funktionsinformation von dieser Kommunikationsschnittstelle ausgegeben wird. Gleiches gilt für die Ergebnisinformation, die nach deren Bestimmung an eine bestimmte Vorrichtung, z. B. ein Server oder eine Servercloud, z. B. einer Netzleitstelle ausgegeben wird bzw. deren Ausgabe veranlasst wird.The acquired function information is z. B. transmitted by the staff using an interface available on the circuit breaker to a mobile evaluation device or terminal and there, for example, using an artificial neural network (in the sense of the subject also referred to with the term "artificial intelligence (KI)") under the criteria disclosed above evaluated (so-called offline monitoring). The recorded functional information is output, for example, to the mobile evaluation device or its output to this mobile evaluation device is initiated. The latter is done, for example, by controlling a communication interface so that the functional information is output from this communication interface. The same applies to the result information which, after it has been determined, is sent to a specific device, e.g. B. a server or a server cloud, e.g. B. is issued to a network control center or the issuance of which is initiated.
Alternativ oder zusätzlich wird die erfasste Funktionsinformation vom Leistungsschalter und/oder von der Vorrichtung, die die Funktionsinformation erfasst hat bzw. eine umfasste Schnittstelle auf ein (z.B. zentrales) Auswertungssystem (z. B. Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt ausführt und/oder steuert) gesendet, welches sich z. B. in der Schaltanlage befindet und dann beispielsweise mittels einer KI-Funktionalität die Ergebnisinformation bestimmt. Dieses System kann Auswertungen von mehreren oder allen Leistungsschaltern, die sich innerhalb der Schaltanlage befinden auswerten, um nur ein nicht-limitierendes Beispiel zu nennen. Dieses System kann Offline operieren oder eine Online-Anbindung aufweisen und eine lokale oder fern gesendete Warnmeldung/Information (z. B. einen Alarm) absetzen, beispielsweise mittels einer Fernwirktechnik, oder dergleichen. Die erfasste Funktionsinformation wird beispielsweise an ein derartiges Auswertungssystem ausgegeben bzw. deren Ausgabe veranlasst. Letzteres erfolgt beispielsweise, indem eine Kommunikationsschnittstelle angesteuert wird, so dass die Funktionsinformation von dieser Kommunikationsschnittstelle ausgegeben wird. Gleiches gilt für die Ergebnisinformation, die nach deren Bestimmung an eine bestimmte Vorrichtung, z. B. ein Server oder eine Servercloud, z. B. einer Netzleitstelle ausgegeben wird bzw. deren Ausgabe veranlasst wird.As an alternative or in addition, the recorded functional information is transmitted from the circuit breaker and / or from the device that recorded the functional information or an included interface to an (e.g. central) evaluation system (e.g. device that executes the method according to the first aspect and / or controls) sent, which z. B. is located in the switchgear and then determines the result information, for example using an AI functionality. This system can evaluate evaluations of several or all circuit breakers that are located within the switchgear, to name just one non-limiting example. This system can operate offline or have an online connection and send a local or remote warning message / information (e.g. an alarm), for example by means of telecontrol technology or the like. The recorded functional information is output to such an evaluation system or its output is initiated, for example. The latter is done, for example, by controlling a communication interface so that the functional information is output from this communication interface. The same applies to the result information, which, after its determination, is sent to a certain Device, e.g. B. a server or a server cloud, e.g. B. is issued to a network control center or the issuance of which is initiated.
Alternativ oder zusätzlich kann die erfasste Funktionsinformation des Leistungsschalters oder von mehreren Leistungsschaltern Online über eine Datenverbindung zu einer (z. B. zentralen) Stelle (z. B. Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt ausführt und/oder steuert) gesendet werden, wo sie z. B. automatisiert von einer KI bzw. einem KI-System, einer KI-Software und/oder KI-Hardware ausgewertet werden und anschließend weiterverarbeitet werden (Informationen an Anlagenbereiche, die Netzleitstelle, automatisierte Planung von Wartung und Instandhaltung, Entstörungsteam können bestimmt werden, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen). Die erfasste Funktionsinformation wird beispielsweise an diese Stelle ausgegeben bzw. deren Ausgabe veranlasst. Letzteres erfolgt beispielsweise, indem eine Kommunikationsschnittstelle angesteuert wird, so dass die Funktionsinformation von dieser Kommunikationsschnittstelle ausgegeben wird. Gleiches gilt für die Ergebnisinformation, die nach deren Bestimmung an eine bestimmte Vorrichtung, z. B. ein Server oder eine Servercloud, z. B. einer Netzleitstelle ausgegeben wird bzw. deren Ausgabe veranlasst wird.Alternatively or additionally, the recorded functional information of the circuit breaker or of several circuit breakers can be sent online via a data connection to a (e.g. central) point (e.g. device that executes and / or controls the method according to the first aspect), where they z. B. automatically evaluated by an AI or an AI system, an AI software and / or AI hardware and then processed further (information to plant areas, the network control center, automated planning of maintenance and repair, troubleshooting team can be determined to to name just a few non-limiting examples). The recorded functional information is output to this point, for example, or its output is initiated. The latter is done, for example, by controlling a communication interface so that the functional information is output from this communication interface. The same applies to the result information which, after it has been determined, is sent to a specific device, e.g. B. a server or a server cloud, e.g. B. is issued to a network control center or the issuance of which is initiated.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens eines Alarms basierend auf der gespeicherten Ergebnisinformation erfolgen, beispielsweise um einen Mitarbeiter einer Netzleitstelle darüber zu informieren, dass eine Ergebnisinformation zur Abfrage in einem Speicher gespeichert ist oder bereitgehalten ist.Alternatively or additionally, an alarm can be output or caused to be outputted based on the stored result information, for example to inform an employee of a network control center that result information for querying is stored in a memory or is held ready.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten wird die Ergebnisinformation mittels eines adaptiven Auswertealgorithmus, insbesondere eine KI bestimmt.In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, the result information is determined by means of an adaptive evaluation algorithm, in particular an AI.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten werden Parameter des künstlichen neuronalen Netzes anhand einer Vielzahl von Trainingsfällen kalibriert.In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, parameters of the artificial neural network are calibrated on the basis of a large number of training cases.
Der Auswertealgorithmus kann ein künstliches System (zum Beispiel eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder ein System gemäß dem vierten Aspekt) sein, dass beispielsweise aus Trainingsfällen als Beispiele lernt und diese nach Beendigung der Lernphase verallgemeinern kann. Das heißt, es werden nicht einfach die Beispiele auswendig gelernt, sondern es werden Muster und Gesetzmäßigkeiten in den Lerndaten erkannt. Hierzu können unterschiedliche Ansätze verfolgt werden. Beispielsweise kann ein überwachtes Lernen, ein teilüberwachtes Lernen, ein unüberwachtes Lernen, ein bestärktes Lernen und/oder ein aktives Lernen eingesetzt werden. Ein überwachtes Lernen kann beispielsweise mittels eines künstlichen neuronalen Netzes (etwa einem rekurrenten neuronalen Netz) oder mittels einer Support Vector Machine erfolgen. Auch ein unüberwachtes Lernen kann beispielsweise mittels eines künstlichen neuronalen Netzes (beispielsweis eines Autoencoders) erfolgen. Als Lerndaten dienen dann beispielsweise insbesondere die mehrmalig erhaltenen und/oder ermittelten Funktionsinformation, die beispielsweise händisch analysiert worden sind und somit die Ergebnisinformation als zu bestimmende Ausgangsgröße bekannt ist.The evaluation algorithm can be an artificial system (for example a device according to the first aspect or a system according to the fourth aspect) that learns from training cases as examples and can generalize these after the end of the learning phase. This means that the examples are not simply learned by heart, but patterns and regularities in the learning data are recognized. Different approaches can be pursued for this purpose. For example, supervised learning, partially supervised learning, unsupervised learning, reinforced learning and / or active learning can be used. A monitored learning can take place, for example, by means of an artificial neural network (for example a recurrent neural network) or by means of a support vector machine. Unsupervised learning can also take place, for example, by means of an artificial neural network (for example an autoencoder). The functional information received and / or ascertained several times, for example, then serves as learning data, which for example has been analyzed manually and thus the result information is known as the output variable to be determined.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Verfahren ferner:
- - Bestimmen einer Prognoseinformation indikativ eine Statusprognostizierung von einem oder mehreren Bauteilen des Leistungsschalters, so dass eine zustandsorientierte Wartung des Leistungsschalters ermöglicht ist.
- - Determination of prognostic information indicative of a status prognosis of one or more components of the circuit breaker, so that a condition-oriented maintenance of the circuit breaker is made possible.
Ferner ist optional basierend auf der bestimmten Prognoseinformation eine zustandsorientierte und prädiktive Wartung und Instandhaltung des Leistungsschalters ermöglicht.Furthermore, a condition-oriented and predictive maintenance and repair of the circuit breaker is optionally made possible based on the determined prognosis information.
Unter einer prädiktiven Wartung und Instandhaltung, auch als Predictive Maintenance bezeichnet, wird im Sinne des vorliegenden Gegenstands verstanden, dass z. B. basierend auf historischen und gegebenenfalls in Echtzeit verfügbaren instandhaltungsrelevanten Daten gelernt wird, so dass hierdurch und optional durch die Prognose von zukünftigen Ereignissen ein Verhalten (z. B. in Zukunft zu erwartender Fehlerfall) geschlossen wird. Hier kann beispielsweise offenbarte KI eingesetzt werden.Under a predictive maintenance and repair, also referred to as predictive maintenance, is understood in the sense of the present subject matter that z. B. is learned based on historical and possibly in real time available maintenance-relevant data, so that by this and optionally by the prognosis of future events, a behavior (z. B. Faults to be expected in the future) is concluded. For example, disclosed AI can be used here.
Beispielsweise werden durch Korrelation der Geräuschprofile von der Funktionsinformation und der Sollinformation, und optional in Zusammenschau mit den offenbarten Messgrößen elektrische und mechanische Anomalien, Fehlverhalten bzw. Abnutzung vor dem Auftreten von Störungen und Funktionsversagen detektiert, so dass diese von der Ergebnisinformation entsprechend repräsentiert werden. Bei Auffälligkeiten können derart rechtzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Bei keiner Indikation von Auffälligkeit können ferner beispielsweise (z. B. prädiktive) Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmenabstände vergrößert werden. Dies reduziert die operativen Kosten durch eine entsprechende Verlängerung von Wartungs- und Instandhaltungsintervallen.For example, by correlating the noise profiles of the functional information and the target information, and optionally in conjunction with the disclosed measured variables, electrical and mechanical anomalies, malfunctions or wear and tear are detected before malfunctions and functional failure occur, so that these are represented accordingly by the result information. In the event of anomalies, countermeasures can be initiated in good time. Furthermore, if there is no indication of anomalies, for example (for example predictive) intervals between maintenance and repair measures can be increased. This reduces the operating costs by extending the maintenance and repair intervals accordingly.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst oder repräsentiert das Geräuschprofil und/oder das Soll-Geräuschprofil eine akustische Information von einem oder mehreren der folgenden Bauteile i) bis vii) eines Leistungsschalters:
- i) Spiralfeder;
- ii) Spanngetriebe;
- iii) Rollenhebel;
- iv) Kurvenscheibe;
- v) Meldeschalter-Gestänge;
- vi) Motorfederantrieb;
- vii) Schaltelement; und
- viii) Meldeschalter und/oder Stellungsschalter.
- i) coil spring;
- ii) tensioning gear;
- iii) roller lever;
- iv) cam;
- v) signaling switch linkage;
- vi) motor spring drive;
- vii) switching element; and
- viii) signaling switches and / or position switches.
In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten ist der Leistungsschalter ein Leistungsstufenschalter.In an exemplary embodiment of the object according to all aspects, the power switch is a power tap changer.
Ein derartiger Leistungsstufenschalter schaltet eine Spannung in einem Stromnetz hoch oder runter, indem Wicklungen eines Trafos zu- oder abgeschaltet werden. Im Gegensatz hierzu schaltet für gewöhnlich ein Leistungsschalter in der Regel nur „Ein“ oder „Aus“, so dass über den Leistungsschalter verbundene Netzteile oder Bauelemente zu- oder abgeschaltet werden.Such a power tap changer switches a voltage in a power supply system up or down by connecting or disconnecting the windings of a transformer. In contrast to this, a circuit breaker usually only switches "On" or "Off", so that via the circuit breaker connected power supplies or components are switched on or off.
Die zuvor in dieser Beschreibung beschriebenen beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere sollen beispielhafte Ausgestaltungen in Bezug auf die unterschiedlichen Aspekte offenbart verstanden werden.The exemplary embodiments of the present invention described above in this description should also be understood to be disclosed in all combinations with one another. In particular, exemplary configurations should be understood in relation to the different aspects disclosed.
Insbesondere sollen durch die vorherige oder folgende Beschreibung von Verfahrensschritten gemäß bevorzugter Ausführungsformen eines Verfahrens auch entsprechende Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte durch bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von Mitteln einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrensschrittes auch der entsprechende Verfahrensschritt offenbart sein.In particular, the previous or following description of method steps in accordance with preferred embodiments of a method should also disclose corresponding means for carrying out the method steps by preferred embodiments of a device. Likewise, the disclosure of means of a device for performing a method step is also intended to reveal the corresponding method step.
Weitere vorteilhafte beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den Figuren, zu entnehmen. Die Figuren sollen jedoch nur dem Zwecke der Verdeutlichung, nicht aber zur Bestimmung des Schutzbereiches der Erfindung dienen. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu und sollen lediglich das allgemeine Konzept der vorliegenden Erfindung beispielhaft widerspiegeln. Insbesondere sollen Merkmale, die in den Figuren enthalten sind, keineswegs als notwendiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung erachtet werden.Further advantageous exemplary embodiments of the invention can be found in the following detailed description of some exemplary embodiments of the present invention, in particular in connection with the figures. However, the figures are intended only for the purpose of clarification, but not for determining the scope of protection of the invention. The figures are not true to scale and are only intended to reflect the general concept of the present invention by way of example. In particular, features contained in the figures should by no means be regarded as a necessary part of the present invention.
FigurenlisteFigure list
In der Zeichnung zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels von einem System nach dem vierten Aspekt; -
2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels gemäß einem Verfahren nach dem ersten Aspekt; -
3 eine schematische Prinzipdarstellung eines Leistungsschalters, von dem beispielsweise von einem Verfahren nach dem ersten Aspekt eine Funktionsinformation erfasst wird; und -
4 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach dem zweiten und/oder dritten Aspekt.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a system according to the fourth aspect; -
2 a flowchart of an embodiment according to a method according to the first aspect; -
3 a schematic representation of the principle of a circuit breaker from which, for example, functional information is acquired by a method according to the first aspect; and -
4th a block diagram of an embodiment of a device according to the second and / or third aspect.
Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter AusführungsformenDetailed description of some exemplary embodiments
Das System umfasst einen Leistungsschalter
Die Datenbank ist alternativ oder zusätzlich mit dem Server bzw. der Servercloud
Die Vorrichtungen
Die Vorrichtung
Wenn die Vorrichtung
In einem ersten Schritt
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt
In einem vierten Schritt
In einem optional fünften Schritt
In einem optionalen sechsten Schritt
In einem optionalen achten Schritt
In einem optionalen neunten Schritt
Der Leistungsschalter umfasst vorliegend beispielsweise einen Antrieb
- i) Spiralfeder;
- ii) Spanngetriebe;
- iii) Rollenhebel;
- iv) Kurvenscheibe;
- v) Meldeschalter-Gestänge;
- vi) Motorfederantrieb;
- vii) Schaltelement; und
- viii) Meldeschalter und/oder Stellungsschalter.
- i) coil spring;
- ii) tensioning gear;
- iii) roller lever;
- iv) cam;
- v) signaling switch linkage;
- vi) motor spring drive;
- vii) switching element; and
- viii) signaling switches and / or position switches.
Sämtliche dieser Bauteile können während des Betriebs des Leistungsschalters
Die Vorrichtung
Prozessor
Prozessor
Programmspeicher
Programmspeicher
Das Betriebssystem ermöglicht insbesondere die Verwendung der Vorrichtung
Prozessor
Des Weiteren kann Prozessor
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und die diesbezüglich jeweils angeführten optionalen Merkmale und Eigenschaften sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einem Ausführungsbeispiel umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion des Ausführungsbeispiels unerlässlich oder wesentlich ist. Die Abfolge der in dieser Spezifikation geschilderten Verfahrensschritte in den einzelnen Ablaufdiagrammen ist nicht zwingend, alternative Abfolgen der Verfahrensschritte sind denkbar. Die Verfahrensschritte können auf verschiedene Art und Weise implementiert werden, so ist eine Implementierung in Software (durch Programmanweisungen), Hardware oder eine Kombination von beidem zur Implementierung der Verfahrensschritte denkbar.The exemplary embodiments of the present invention described in this specification and the respective optional features and properties cited in this regard should also be understood to be disclosed in all combinations with one another. In particular, the description of a feature encompassed by an exemplary embodiment - unless explicitly stated to the contrary - should not be understood in the present case in such a way that the feature is essential or essential for the function of the exemplary embodiment. The sequence of the method steps described in this specification in the individual flowcharts is not mandatory; alternative sequences of the method steps are conceivable. The method steps can be implemented in various ways, so implementation in software (by means of program instructions), hardware or a combination of both is conceivable for implementing the method steps.
In den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“, „enthalten“ und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Unter die Formulierung „zumindest teilweise“ fallen sowohl der Fall „teilweise“ als auch der Fall „vollständig“. Die Formulierung „und/oder“ soll dahingehend verstanden werden, dass sowohl die Alternative als auch die Kombination offenbart sein soll, also „A und/oder B“ bedeutet „(A) oder (B) oder (A und B)“. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Terms such as “comprise”, “have”, “include”, “contain” and the like used in the patent claims do not exclude further elements or steps. The phrase “at least partially” includes both the case “partially” and the case “completely”. The phrase “and / or” should be understood to the effect that both the alternative and the combination should be disclosed, ie “A and / or B” means “(A) or (B) or (A and B)”. The use of the indefinite article does not exclude a plurality.
Eine einzelne Vorrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Vorrichtungen ausführen. In den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen.A single device can perform the functions of several units or devices mentioned in the patent claims. Reference symbols given in the claims are not to be regarded as restrictions on the means and steps used.
Claims (15)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020102002.3A DE102020102002A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Monitoring of circuit breakers |
PCT/EP2020/080857 WO2021151534A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-11-04 | Monitoring circuit breakers |
EP20801229.4A EP4097656A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-11-04 | Monitoring circuit breakers |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102020102002.3A DE102020102002A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Monitoring of circuit breakers |
Publications (1)
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DE102020102002A1 true DE102020102002A1 (en) | 2021-07-29 |
Family
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Family Applications (1)
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DE102020102002.3A Pending DE102020102002A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Monitoring of circuit breakers |
Country Status (3)
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-
2020
- 2020-01-28 DE DE102020102002.3A patent/DE102020102002A1/en active Pending
- 2020-11-04 EP EP20801229.4A patent/EP4097656A1/en active Pending
- 2020-11-04 WO PCT/EP2020/080857 patent/WO2021151534A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4097656A1 (en) | 2022-12-07 |
WO2021151534A1 (en) | 2021-08-05 |
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