DE10232823B4 - Density monitor for SF6-insulated high or medium voltage systems - Google Patents
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Abstract
Dichtewächter (10) zur Überwachung der Dichte des in gasisolierten Hoch- oder Mittelspannungsanlagen, zum Beispiel Hochspannungsschaltanlagen, -wandlern, -rohrleitern, Schaltgeräte oder Transformatoren, als Isolator befindlichen Gases, zum Beispiel SF6, mit einem elektronischen Dichtesensor (14) als Messwertgeber, der einen im Gas (12) angeordneten Mess-Schwingquarz (16) aufweist und als Messwert (18) ein zur Dichte des Gases proportionales Frequenzsignal liefert, wobei das Frequenzsignal einem Eingang einer elektronischen Auswerteeinheit (20) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) einen Speicher (24) aufweist, in dem die einer ersten Umrechnungsfunktion (26) unterworfenen Messwerte zeitlich aufeinander folgender Messwerterfassungen zusammen mit dem Zeitpunkt der jeweiligen Messung als Wertepaare, bestehend aus Dichtewert und Zeitpunkt der Messwerterfassung abgelegt werden, und dass die Messwerte mittels einer zweiten Umrechnungsfunktion numerisch in Druckwerte umgerechnet werden.Density monitor (10) for monitoring the density of the gas present in gas-insulated high or medium voltage systems, for example high-voltage switchgear, converters, pipelines, switching devices or transformers, for example SF 6 , with an electronic density sensor (14) as a measuring sensor, which has a measuring quartz crystal (16) arranged in the gas (12) and delivers a frequency signal proportional to the density of the gas as the measured value (18), the frequency signal being fed to an input of an electronic evaluation unit (20), characterized in that the evaluation unit (20) has a memory (24) in which the measured values subject to a first conversion function (26) are stored in chronologically successive measured value acquisitions together with the time of the respective measurement as value pairs consisting of density value and time of the measured value acquisition, and that the measured values are stored using a second numerical conversion function i n Pressure values are converted.
Description
Die Erfindung betrifft einen Dichtewächter zur Überwachung der Dichte des in gasisolierten Hoch- oder Mittelspannungsanlagen, zum Beispiel Hochspannungsschaltanlagen, -wandlern, -rohrleitern, Schaltgeräte und Transformatoren, als Isolator befindlichen Gases, zum Beispiel SF6, mit einem elektronischen Dichtesensor als Messwertgeber, der einen im Gas angeordneten Mess-Schwingquarz aufweist und als Messwert ein zur Dichte des Gases proportionales Frequenzsignal liefert, wobei das Frequenzsignal einer elektronischen Auswerteeinheit zugeführt wird.The invention relates to a density monitor for monitoring the density of gas in gas-insulated high or medium voltage systems, for example high-voltage switchgear, converters, pipelines, switching devices and transformers, as an insulator, for example SF 6 , with an electronic density sensor as a measuring sensor, one has measuring oscillating quartz arranged in the gas and delivers a frequency signal proportional to the density of the gas as the measured value, the frequency signal being supplied to an electronic evaluation unit.
Ein Dichtesensor der eingangs genannten Art
ist beispielsweise aus der
Aus der
Allgemein besteht bei diesen gasisolierten Hochspannungsanlagen das Problem, dass ein Großteil der Anlagen eine über viele Jahre konstante oder annähernd konstante Leckrate besitzt. In einigen Fällen kann es auch zu einem sprunghaften Anstieg der Leckrate kommen. In beiden Fällten unterschreitet die Dichte des Isolationsgases letztendlich einen ersten oberen Schwellwert. Bei diesem Schwellwert handelt es sich um einen sogenannten Warnschwellwert, bei dessen Erreichen eine Steuerfunktion noch nicht ausgelöst wird. Dieser Warnschwellwert ist derart eingestellt bzw. gewählt, dass die Hochspannungsanlage noch vollständig funktionsfähig ist, wenn die Dichte des Schutzgases diesen Warnschwellwert erreicht.In general, these gas-insulated high-voltage systems exist the problem that much of the plants one over constant or approximate for many years has a constant leak rate. In some cases, it can also become a there is a sudden increase in the leak rate. In both cases falls short the density of the insulation gas ultimately a first upper Threshold. This threshold is a so-called warning threshold, when it is reached, a control function is not yet triggered. This warning threshold is set or selected such that the High voltage system still complete functioning is when the density of the protective gas reaches this warning threshold.
Bei dem nächst niedrigeren Schwellwert handelt es sich um einen sogenannten Störschwellwert. Erreicht die Dichte des Schutzgases der Hochspannungsanlage diesen Störschwellwert, wird die Hochspannungsanlage beziehungsweise der Leistungsschalter, Transformator, Messwandler und dergleichen im allgemeinen außer Betrieb gesetzt. Beispielsweise kann ein Hochspannungsleistungsschalter Ein- oder Ausschaltbefehle nicht mehr ausführen, wenn die aktuelle Dichte des Schutzgases diesen Störschwellwert unterschreitet. Bei derartigen Betriebssituationen ist beispielsweise die Schutzfunktion eines Leistungsschalters für das betreffende Teil des Netzes oder des zu schützenden Gerätes nicht mehr gegeben. Ggf. Müssen dann ganze Anlagenteilen bzw. Hochspannungsanlagen abgeschaltet werden, um das Anlagenteil, bei dem die Gasdichte den Störschwellwert unterschritten hat, vom Hochspannungsnetz zu trennen. At the next lower threshold it is a so-called interference threshold. The density of the protective gas of the high-voltage system reaches it Störschwellwert, the high-voltage system or the circuit breaker, Transformer, transducer and the like generally out of order set. For example, a high voltage circuit breaker Stop or turn off commands when the current density of the shielding gas this interference threshold below. In such operating situations, for example the protective function of a circuit breaker for that part of the Network or the one to be protected equipment no longer exist. Possibly. Have to then entire system parts or high-voltage systems are switched off to the part of the plant where the gas density is the interference threshold has fallen below to disconnect from the high-voltage network.
Da ein Absinken der Dichte des Schutzgases unter den Störschwellwert des jeweiligen Hochspannungsanlagenteils wegen der damit einhergehenden Funktionsunfähigkeit dieses Hochspannungsanlagenteils auf jeden Fall vermieden werden soll, wird in der Regel bereits dann, wenn die Gasdichte den Warnschwellwert unterschritten hat, das Hochspannungsanlagenteil umgehend aus dem Netz genommen. Dies deshalb, weil die Leckrate nicht bekannt und die Situation hinsichtlich ihrer weiteren Entwicklung nur schwer zu beurteilen und der Handlungsbedarf nur schwierig einstufbar ist. Es muß dann eine Ursachenforschung und insbesondere Wiederherstellung der gewünschten Dichte des Schutzgases durchgeführt werden. Diese Maßnahmen sind jedoch mit großem technischen Aufwand verbunden und können auch zu vorübergehenden Stromausfällen beim Kunden führen, obwohl in der großen Mehrzahl der Fälle, in denen die Gasdichte des Schutzgases zunächst nur den Warnschwellwert unterschritten hat, eine umgehende Überprüfung, Ursachenforschung und Wartung nicht erforderlich ist, sondern erst in einigen Tagen oder Wochen durchzuführen ist, wenn beispielsweise ohnehin erforderliche Routine- oder Standardwartungen durchgeführt werden.Because a decrease in the density of the protective gas below the interference threshold of the respective high-voltage system part because of the associated inoperability this high-voltage system part can be avoided in any case should, as a rule, already when the gas density meets the warning threshold has fallen below, the high-voltage system part immediately from the Taken network. This is because the leak rate is not known and the situation with regard to their further development is difficult to assess and the need for action is difficult to classify. Then it has to a cause research and in particular restoration of the desired Density of the protective gas is carried out become. These measures are, however, with great technical effort and can also be temporary Blackouts at Lead customers although in the big one Majority of cases in which the gas density of the protective gas is initially only the warning threshold has fallen short of an immediate review, research into causes and Maintenance is not required, but only in a few days or Weeks is, for example, if routine or standard maintenance is required anyway carried out become.
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dichtewächter der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine verbesserte Prognose des Eintretens des Störfalles und eine verbesserte Analyse der Störursachen ermöglicht ist.The invention is therefore the object based on a density guard of the type mentioned at the outset to the effect that a improved forecast of the occurrence of the accident and an improved Analysis of the causes of faults allows is.
Diese Aufgabe wird bei dem Dichtewächter mit den eingangs genannten Merkmale im kennzeichnendten Teil des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out with the density monitor the features mentioned in the characterizing part of the claim 1 solved.
Aufgrund dieser Maßnahme ist es möglich, nicht nur einen Momentanwert der aktuellen Gasdichte des Schutzgases der Hochspannungsanlage zu erfassen und mit Schwellwerten zu vergleichen, sondern es besteht die Möglichkeit, die zeitliche Entwicklung der Dichtewerte des Schutzgases über einen festbaren Zeitraum zu beurteilen, da die Dichtewerte einschließlich der Messzeitpunkte in einem Speicher abgelegt sind. So kann beispielsweise dann, wenn die Gasdichte den Warnschwellwert unterschritten hat, der zeitliche Verlauf der Gasdichte über einen längeren, in der Vergangenheit liegenden Messzeitraum analysiert werden. Sofern dabei festgestellt wird, dass es sich um eine lineare oder stetige bzw. langsam veränderliche Reduzierung der Gasdichte handelt, kann der Zeitpunkt der voraussichtlichen Unterschreitung des Störschwellwertes prognostiziert werden, so dass die erforderliche Wartung bzw. Außerbetriebsetzung der Hochspannungsanlage beispielsweise dann durchgeführt werden kann, wenn ein Blockstillstand eines Kraftwerks oder Kraftwerkteils oder eines Anlagenteils ohnehin geplant ist. Durch die Erfindung ist es möglich, die Leckrate abhangig vom Betriebszustand der Schaltstellung (Belastung) zu erkennen und damit Prognosen für einen weiteren Betrieb der Anlage beziehungsweise des Gerätes zu stellen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtewächters ist seine universelle Einsetzbarkeit in allen SF6-Anlagen, Schaltgeräten, Transformatoren, Rohrleitung und Wandlern, und zwar unabhängig von dem jeweiligen Einbauort und der jeweiligen Einbaulage und der Verzicht auf die direkte oder indirekte Temperaturmessung des zu überwachenden Gases.As a result of this measure, it is not only possible to record an instantaneous value of the current gas density of the protective gas of the high-voltage system and to compare it with threshold values, but it is also possible to assess the development over time of the density values of the protective gas over a definable period, since the density values include the measurement times are stored in a memory. For example, if the gas density has fallen below the warning threshold value, the course of the gas density over time can be analyzed over a longer measurement period in the past. If it is determined that there is a linear or steady or slowly changing reduction in the gas density, the point in time at which the interference threshold value is expected to be undershot can be predicted, so that the required maintenance or decommissioning of the high-voltage system can be carried out, for example, when a block stoppage of a power plant or power plant part or a plant part is planned anyway. The invention makes it possible to detect the leak rate depending on the operating state of the switch position (load) and thus to make forecasts for further operation of the system or the device. Another advantage of the density monitor according to the invention is its universal applicability in all SF 6 systems, switching devices, transformers, piping and transducers, regardless of the respective installation location and the respective installation position and the absence of direct or indirect temperature measurement of the gas to be monitored.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Auswerteeinheit einen, bevorzugt mehrere, insbesondere drei, ggf. frei programmierbare Sollwertgeber aufweist, wobei die Messwerte mit den Sollwerten verglichen werden und bei unzulässigen Abweichungen ein oder mehrere unterschiedliche Alarmstufen, insbesondere über Relais oder Anzeigevorrichtungen, aktiviert werden. So kann beispielsweise bei nur geringen Abweichungen von dem Sollwert der Gasdichte ein optisches Display bzw. eine blinkende Messwertanzeige aktiviert werden. Wird der Warnschwellwert erreicht, kann ein erstes Relais aktiviert werden, welches beispielsweise einen Alarm in einer Überwachungszentrale auslöst. Bei Unterschreiten des Störschwellwertes kann ein weiteres Relais aktiviert werden, welches einerseits die betroffene Hochspannungsanlage, beispielsweise hinsichtlich Schaltvorgängen deaktiviert und andererseits einen Warnalarm bei einer Kontrollstelle auslöst.According to a first advantageous embodiment According to the invention, the evaluation unit has a preferably several, in particular three, optionally freely programmable Has setpoint generator, the measured values being compared with the setpoints become and inadmissible Deviations one or more different alarm levels, especially via relays or display devices can be activated. For example with only slight deviations from the target value of the gas density Optical display or a flashing measured value display activated become. If the warning threshold is reached, a first relay can be activated be activated, for example an alarm in a monitoring center triggers. If the interference threshold is undershot another relay can be activated, which on the one hand the affected high-voltage system, for example deactivated with regard to switching operations and on the other hand triggers a warning alarm at a control point.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein erster Sollwertgeber auf einen Warnschwellwert und ein zweiter und dritter Sollwertgeber auf einen Störschwellwert eingestellt beziehungsweise der dritte Störschwellwert auf ein überschreiten der maximalen Dichte des Gases eingestellt. Der letzten Variante mit Einstellen des dritten Störschwellwertes auf Überschreiten einer maximalen Gasdichte kann sich insbesondere bei der Überwachung von Lichtbogeneinwirkungen, wie beispielsweise Blitzeinwirkungen, in Gasräumen einstellen.According to a further embodiment The invention is a first setpoint generator for a warning threshold and a second and third setpoint generator for an interference threshold set or the third interference threshold to exceed the maximum density of the gas set. The last variant with Setting the third interference threshold on exceeding A maximum gas density can be particularly important when monitoring arcing, such as lightning, in gas rooms to adjust.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Messwerte des Dichtesensors mittels der zweiten Umrechnungsfunktion in normierte Dichtewerte umgerechnet und ggf. mit einer Anzeigevorrichtung der Auswerteeinheit zur Anzeige gebracht. Die Möglichkeit der Anzeige ist ein weiterer Vorteil gegenüber den meisten Dichtemessern nach dem Stand der Technik. Der Dichtesensor arbeitet nach dem Prinzip bevorzugt zweier Schwingquarze, wobei ein Messschwingquarz dem Gas, dessen Dichte gemessen werden soll, ausgesetzt ist und der andere Referenzschwingquarz bevorzugt im Vakuum angeordnet ist, sich jedoch auf dem gleichen Temperaturniveau wie der Messschwingquarz befindet und zur Kompensation von Temperaturdriften der Schwingfrequenz des Messschwingquarzes dient. Basis dieses Meßprinzipes ist es, dass bei dem Umlagern des Messschwingquarzes mit beispielsweise SF6-Molekülen höherer Dichte der Messschwingquarz bei gleicher zugeführter Energie mit einer höheren Frequenz schwingt als der Referenzschwingquarz, der dem Vakuum ausgesetzt ist. Letztendlich wird der Frequenzunterschied zwischen dem Messschwingquarz und dem Referenzschwingquarz ausgewertet, der ein Maß für die Dichte des Messgases, beispielsweise SF6, ist.According to another advantageous embodiment of the invention, the measured values of the density sensor are converted into standardized density values by means of the second conversion function and, if necessary, displayed with a display device of the evaluation unit. The ability to display is another advantage over most prior art density meters. The density sensor works on the principle of preferably two quartz crystals, one quartz crystal being exposed to the gas whose density is to be measured and the other quartz crystal is preferably arranged in a vacuum, but is at the same temperature level as the quartz crystal and to compensate for temperature drifts Vibration frequency of the measuring oscillating quartz serves. The basis of this measuring principle is that when the quartz crystal is rearranged with, for example, SF 6 molecules of higher density, the quartz crystal vibrates at a higher frequency than the reference quartz crystal, which is exposed to the vacuum. Ultimately, the frequency difference between the measuring crystal and the reference crystal is evaluated, which is a measure of the density of the measuring gas, for example SF 6 .
Der Zusammenhang zwischen Änderungen der Ausgangsfrequenz des Dichtesensors und der Dichte ist nicht linear, kann jedoch mittels einer zweiten Umrechnungsfunktion bzw.The relationship between changes in Output frequency of the density sensor and the density is not linear, can, however, by means of a second conversion function or
Umrechnungstabelle, die ggf. spezifisch vom speziell verwendeten Dichtesensor abhängen kann, linearisiert werden.Conversion table that may be specific can depend on the specific density sensor used, can be linearized.
Nach der Erfindung ist es auch möglich, dass die Messwerte mittels einer zweiten Umrechnungsfunktion numerisch in vorzugsweise normierte Druckwerte umgerechnet werden.According to the invention it is also possible that the Measured values numerically in using a second conversion function preferably standardized pressure values are converted.
Hierdurch ist es möglich, dass die aktuell gemessene Dichte verglichen werden kann mit der Angabe auf dem jeweiligen Leistungsschild des Gasraumes. Als Referenzwert für die Temperatur empfiehlt sich dabei 20°, wie dies üblicherweise auf den Geräten zu finden ist.This makes it possible for the currently measured density can be compared with the specification on the respective rating plate of the gas compartment. As a reference value for the Temperature is recommended at 20 °, as is usually found on the devices is.
Erfindungsgemäßsind in dem Speicher als Wertepaare die aus den Messwerten mittels der ersten Umrechnungsfunktion ermittelten Dichtewerte sowie der Zeitpunkt der jeweiligen Messwerterfassung abgelegt. Diese Maßnahme bietet den Vorteil, dass der zeitliche Verlauf der Messwerte bzw. Dichtewerte über einen in der Vergangenheit liegenden, insbesondere längeren Zeitraum rückblickend analysiert werden kann. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob es sich bei den zurückliegenden Dichteänderungen des Schutzgases um einen stetigen, zeitlich kontinuierlich verlaufenden Vorgang handelt oder ob die Dichteänderung in zeitlich raschen, abrupten oder diskontinuierlichen Sprüngen erfolgt. Diese Analyse des zeitlichen Verlaufs der Dichteänderung des Schutzgases in der Vergangenheit bestimmt dann beispielsweise die Art bzw. den Zeitpunkt der einzuleitenden Aktionen, sobald die Gasdichte beispielsweise den Warnschwellwert unterschritten hat.According to the invention, the density pairs ascertained from the measured values by means of the first conversion function and the time of the respective measured value acquisition are stored in the memory as pairs of values. This measure offers the advantage that the temporal course of the measured values or density values can be analyzed retrospectively over a past, in particular longer, period. For example, it can be determined whether the past changes in density of the protective gas are a continuous, temporally continuous process acts or whether the density change occurs in rapid, abrupt or discontinuous jumps. This analysis of the time course of the change in density of the protective gas in the past then determines, for example, the type or the time of the actions to be initiated as soon as the gas density has fallen below the warning threshold value, for example.
Von Vorteil bietet es sich nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an, dass der Speicher als Ringspeicher oder Schieberegister ausgebildet ist und die abgelegten Daten nach einer Messzeitspanne, die eine Mehrzahl von Messwerterfassungen umfasst, durch neue Daten überschrieben werden. Dieser Maßnahme liegt die Überlegung zugrunde, dass dann, wenn die aktuell erfasste Gasdichte beispielsweise den Warnschwellwert unterschreitet, es für die einzuleitenden Handlungen und deren Zeitpunkt nicht erforderlich ist, den zeitlichen Verlauf der Gasdichte über den gesamten Zeitraum der in der Vergangenheit liegenden Messungen zu analysieren, sondern lediglich in einem Zeitraum, der im Bereich von Tagen bis Wochen vor dem Unterschreiten des Warnschwellwertes liegt.It is an advantage after one another advantageous embodiment of the invention that the memory is designed as a ring buffer or shift register and the filed Data after a measurement period that includes a plurality of measurements includes, will be overwritten by new data. This measure is the consideration on the basis that if the currently recorded gas density, for example falls below the warning threshold, it for the actions to be initiated and the timing of which is not required the gas density above the entire period of the past measurements to analyze, but only over a period of time in the area from days to weeks before the warning threshold is undershot lies.
Bevorzugt findet die Messwertspeicherung der Gasdichte in Minuten- oder Stunden-Abständen, beispielsweise alle 15 bis 45 Minuten oder halbstündig statt und ist von Vorteil, beispielsweise anlagenspezifisch zeitlich einstellbar.The measurement value storage preferably takes place Gas density in minute or hour intervals, for example every 15 up to 45 minutes or half an hour instead of and is an advantage, for example plant-specific in terms of time adjustable.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die im Speicher abgelegten Messewerte oder Dichtewerte sowie die Messzeitpunkte eine zurückliegende Messzeitspanne von mehreren Tagen bis Monaten, beispielsweise von einer Woche bis einem Monat oder von zwei Wochen abdecken, wobei diese Messzeitspanne bevorzugt wiederum anlagenspezifisch einstellbar sein sollte. So können beispielsweise die Messzeitspanne wie auch der Abstand der Messwerterfassung bei Anlagenteilen, die erfahrungsgemäß wenig störanfällig hinsichtlich Änderungen der Leckrate sind, eher groß gewählt werden, während bei anderen Anlagenteilen, die aufgrund großer Beanspruchung größere Schwankungen der Leckrate aufweisen, diese Intervalle bzw. Messabstände eher kürzer eingestellt sind.Another beneficial Embodiment of the invention provides that the in the memory stored measurement values or density values as well as the measurement times a past Measurement period from several days to months, for example from cover a week to a month or two weeks, with this measurement period can in turn preferably be set on a plant-specific basis should be. So can for example, the measurement period as well as the distance between the measured value acquisition for parts of the system which experience has shown are not very susceptible to changes the leak rate are rather large, while for other parts of the system that fluctuate due to high stress leak rate, these intervals or measuring distances rather set shorter are.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels der Auswerteeinheit der erfasste und gespeicherte zeitliche Verlauf der Messwerte bzw. der Gasdichte einer Trendanalyse unterworfen wird. Hierzu können bevorzugt nachgeschaltete Integrationsfunktionen oder Differentialfunktionen vorgesehen sein, mit denen interessierende Aspekte der zeitlichen Änderung der Gasdichte der Hochspannungsanlage herausgefiltert werden können.After a particularly advantageous one Embodiment of the invention provides that the Evaluation unit of the recorded and stored time course the measured values or the gas density are subjected to a trend analysis becomes. This can be preferred downstream integration functions or differential functions be provided with which aspects of interest change over time Gas density of the high-voltage system can be filtered out.
Von Vorteil können bei einer Trendanalyse auch individuelle Betriebsparameter der Hochspannungsanlage, insbesondere beispielsweise der Schaltzustand einer Hochspannungsschaltanlage, mit einbezogen werden.A trend analysis can also be advantageous individual operating parameters of the high-voltage system, in particular for example the switching state of a high-voltage switchgear, with be included.
Beispielsweise ist ein Hochspannungsleistungsschalter mit verschiedenartigen Dichtungen ausgerüstet, wobei zwischen statischen und dynamischen Dichtungen zu unterscheiden ist. Hinsichtlich der Fehlererkennung bei einer solchen Hochspannungsschaltanlage ist es wichtig, festzustellen, ob die Anlage im eingeschalteten Zustand oder im ausgeschalteten 'Zustand die Undichtigkeit aufweist bzw. ob die Undichtigkeit an einer statischen oder einer dynamischen Dichtung auftritt. Berücksichtigt man den aktuellen Schaltzustand sowie die Schaltposition der Hochspannungsschaltanlage in Verbindung mit dem Zeitpunkt, zu dem eine abnormale Dichteänderung des Schutzgases aufgetreten ist, kann man mittels dieser Informationen in aller Regel erkennen, ob der Hochspannungsleistungsschalter eine Undichtigkeit an einer statischen oder einer dynamischen Dichtung aufweist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass dann, wenn ein Leistungsschalter eine unzulässig hohe Leckrate besitzt und man mittels des erfindungsgemäßen Dichtewächters auch den Zeitpunkt des Auftretens dieser unzulässig hohen Leckrate kennt, mittels des Schaltberichtes des Leistungsschalters im Nachhinein festgestellt werden kann, welches Ereignis die Leckrate ausgelöst hat. Beispielsweise kann dann erkannt werden, ob das Leck bei einer Kurzunterbrechung durch den Leistungsschalter aufgetreten ist, bei dem. die Dichtungen des Leistungsschalters einer hohen Beanspruchung ausgesetzt sind, oder ob sich das Leck allmählich über einen langen Zeitraum entwickelt hat.For example, a high voltage circuit breaker equipped with different types of seals, between static and dynamic seals must be distinguished. With regard to the Fault detection in such a high-voltage switchgear is it is important to determine whether the system is on or when switched off shows the leak or whether the leak on a static or a dynamic seal occurs. Taking into account the current one Switching status and the switching position of the high-voltage switchgear in connection with the time when an abnormal density change of the protective gas has occurred, you can use this information usually recognize whether the high voltage circuit breaker is a Leakage on a static or a dynamic seal having. In other words, this means that if a Circuit breaker an impermissible has a high leakage rate and also by means of the density monitor according to the invention knows the time at which this impermissibly high leak rate occurs, by means of the switching report of the circuit breaker afterwards it can be determined which event triggered the leak rate. For example can then be recognized whether the leak is due to a short break has occurred through the circuit breaker at which. the seals the circuit breaker is exposed to high loads, or whether the leak is gradually spreading over you has developed over a long period of time.
Die Einstellung und Bedienung des Dichtewächters stellt sich nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besonders einfach dar, indem Parameter der Auswerteeinheit, wie Schwellwerte, Messrate, Messzeitspanne oder dergleichen über eine Tastatur der Auswerteeinheit oder über einen an eine Schnittstelle anschließbaren PC geänderte und ggf. protokolliert werden.The setting and operation of the density monitor arises according to another advantageous embodiment of the invention is particularly simple by using parameters of the evaluation unit, such as Threshold values, measuring rate, measuring period or the like via a Keyboard of the evaluation unit or via an interface connectable PC changed and logged if necessary.
Die Mess- und Datensicherheit des Dichtewächters wird weiterhin dadurch verbessert, dass die Auswerteeinheit einen Mikrocontroller mit zugeordneten Speichern aufweist und die Speicher batteriegepuffert bzw. als nicht flüchtige Speicher ausgebildet sind, wobei der Mikrocontroller bzw. der Programmablauf bevorzugt durch eine Watchdog-Funktion auf Störungsfreiheit überwacht wird.The measurement and data security of the density monitor is further improved in that the evaluation unit has a Microcontroller with assigned memories and the memory battery-buffered or designed as a non-volatile memory are, the microcontroller or the program sequence being preferred monitored by a watchdog function for freedom from interference becomes.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen.Further advantages and possible applications of the present invention result from the following description of an embodiment based on the drawings.
Es zeigen:Show it:
Der in
Der Dichtewächter
Dieses Differenzfrequenz wird einem
Pulsgenerator
Der Dichtesensor
In
Der Ausgang
Weiterhin umfasst die Auswerteeinheit
Mittels eines Mikrocontrollers
Die Messwerterfassung findet in Abständen in
Minuten- bis Stundenbereich, bevorzugt alle 15 bis 45 Minuten, insbesondere
halbstündig,
statt. Bevorzugt ist die Messwerterfassung individuell, beispielsweise
in Abhängigkeit
von der jeweiligen Hochspannungsanlage einstellbar. Die im Speicher
Es versteht sich, dass die abgespeicherten Daten
der Messwerte
Der erfasste und im Speicher
Parameter der Auswerteeinheit
Neben dem Mikrocontroller
Weiterhin ist eine Watch-dog-Funktion
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Dichtewächters
Weiterhin ist als Schnittstelle
Mit dem Dichtewächter
Zur Überwachung von Gasdichteschwankungen können drei Relaisschaltkontakte frei programmiert werden.For monitoring gas density fluctuations can three relay switch contacts can be freely programmed.
Ein zusätzlicher vierter Alarm signalisiert beispielsweise als blinkende Messwertanzeige schon aus größerer Entfernung eine geringe Abweichung der geforderten Gasdichte. Änderungen der Geräteparameter können vor Ort per Hand oder mittels PC beziehungsweise Laptop vorgenommen und ausgedruckt werden.An additional fourth alarm signals for example as a flashing measured value display from a distance a slight deviation in the required gas density. amendments the device parameters can carried out on site by hand or using a PC or laptop and be printed out.
Der Eingang
Tabelle auf die Dichte des SF6-Gases in Kilogramm/Kubikmeter umgerechnet oder kann entsprechend angepasst werden. Der Messwert wird auf einem LED-Display dargestellt. Auf Tastendruck kann der Messwert für einen Zeitraum von ca. 2 Sekunden auf einen normierten Druck (beispielsweise bei 20° C) umgerechnet angezeigt werden. Die Schaltpunkte der Relais sind über den gesamten Messbereich frei einstellbar. Bei Über- oder Unterschreiten eines Schaltpunktes kann dies zusätzlich optisch anhand einer blinkenden LED-Anzeige signalisiert werden.Table converted to the density of the SF 6 gas in kilograms / cubic meters or can be adjusted accordingly. The measured value is shown on an LED display. At the push of a button, the measured value can be displayed converted to a standardized pressure (for example at 20 ° C) for a period of approx. 2 seconds. The switching points of the relays can be freely adjusted over the entire measuring range. If a switching point is exceeded or undershot, this can also be signaled optically using a flashing LED display.
Die Programmierung der Geräteparameter wird
direkt an der Auswerteeinheit
Die Watch-dog-Funktion
- 1010
- Dichtewächterdensity Controller
- 1212
- Gasgas
- 1414
- Dichtesensordensity sensor
- 1616
- Meß-SchwingquarzMeasuring quartz crystal
- 1818
- Messwertreading
- 2020
- Auswerteeinheitevaluation
- 2222
- Eingangentrance
- 2424
- SpeicherStorage
- 2626
- Umrechnungsfunktionconversion function
- 2828
- SollwertgeberSetpoint generator
- 3030
- SollwertgeberSetpoint generator
- 3232
- SollwertgeberSetpoint generator
- 3434
- SollwertgeberSetpoint generator
- 3636
- Relaisrelay
- 3838
- Relaisrelay
- 4040
- Relaisrelay
- 4242
- Anzeigevorrichtungdisplay device
- 4444
- Tastaturkeyboard
- 4646
- Schnittstelleinterface
- 4848
- PCPC
- 5050
- Mikrocontrollermicrocontroller
- 5252
- SpeicherStorage
- 5454
- SpeicherStorage
- 5656
- Watch-dog-FunktionWatch-dog function
- 5858
- Stromversorgungpower supply
- 6060
- Treiberdriver
- 6262
- Oszillatoroscillator
- 6464
- Alarmfunktionalarm function
- 6666
- Signalaufbereitungsignal conditioning
- 6868
- Signalumformungsignal conditioning
- 7070
- Referenz-SchwingquarzReference oscillator crystal
- 7272
- Vakuumvacuum
- 7474
- Oszillatoroscillator
- 7676
- Oszillatoroscillator
- 7878
- Mischermixer
- 8080
- Pulsgeneratorpulse generator
- 8282
- Modulatormodulator
- 8484
- Frequenzfrequency
- 8686
- Dichtedensity
- 8888
- Ausgangoutput
Claims (12)
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Applications Claiming Priority (3)
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DE10219208.1 | 2002-04-29 | ||
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