DE69729144T2

DE69729144T2 - Verfahren zur Überwachung des Verschleisses von Trennschaltern einer Hochspannungsanlage

Info

Publication number: DE69729144T2
Application number: DE69729144T
Authority: DE
Inventors: Jean Marmonier
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: Grid Solutions SAS
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: ID19049A; ATE267404T1; EP0801312A1; CN1166602A; US5960372A; ES2221022T3; EP0801312B1; FR2747475B1; DE69729144D1; CA2202544C; MX9702660A; CN1106578C; FR2747475A1; CA2202544A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des elektrischen Verschleißes der Trennschalter einer Hochspannungsanlage.
Sie betrifft noch genauer ein Verfahren zur Überwachung des elektrischen Verschleißes der Trennschalter eines Felds einer Hochspannungsanlage, die einen Satz Verteilungsschienen umfasst, verbunden mit wenigstens drei Stromkreisen, gebildet durch Einspeisungs- und Ausspeisungsfelder und ein Kopplungsfeld, wobei jedes Feld eine Verbindungsleitung zu jeder Schiene umfasst, die mit einem Trennschalter ausgerüstet und einem Feldrechner zugeordnet ist, der den Wert und die Polarität des in dem Feld fließenden Stroms sowie den Zustand der Trennschalter des Felds bestimmen kann, wobei alle Rechner der Anlage durch eine Datenübertragungsleitung verbunden sind.
In einer solchen, bekannten Anlage besteht eine Funktion der Trennschalter und des Kopplungsfelds dann, die Last von einer Schiene zur anderen zu übertragen, das heißt ohne Unterbrechung der Verteilung. Bei einer solchen Lastübertragung muss ein Trennschalter, während ihn ein nicht unerheblicher Strom durchfließt, geöffnet werden. Dieser Trennschalter ist bei diesem Manöver einem elektrischen Verschleiß ausgesetzt, der überwacht werden muss.
Bekannt ist die Überwachung des mechanischen Verschleißes solcher Trennschalter, wobei einfach die Schaltmanöver jedes Trennschalters gezählt werden. Jedoch genügt eine solche Überwachung nicht, wenn die Lastübertragungsoperationen häufig sind und die zulässige Grenze des elektrischen Verschleißes erreicht wird, ehe die maximale Anzahl zulässiger Manöver erreicht worden ist.
Außerdem ist eine solche bekannte Anlage mit Feldrechnern ausgerüstet, die an eine Betriebskontrollstation Zustandsinformationen übertragen, etwa die Stellungen der Trennschalter und des Ausschalters, den die Eingangs- und Ausgangsfelder ebenfalls umfassen, und den Wert des Stroms jedes Felds, um den Schutz dieses Ausschalters sicherzustellen.
Außerdem beschreiben die Patentdokumente EP 0 574 300 und EP 0 665 567 Trennschalter-Überwachungssysteme.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des elektrischen Verschleißes von bisher nicht überwachten Trennschaltern und benötigt dazu keine zusätzlichen spezifischen Gerätschaften.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht also dann:

– dass bei einer Lastübertragung des Felds, wenn der entsprechende Feldrechner detektiert, dass die Trennschalter der Verbindungsleitungen zu den Verteilungsschienen geschlossen sind, dieser Feldrechner eine Mitteilung an die anderen Rechnern sendet, welche die Daten bestimmen und abspeichern, die den Wert und die Polarität des Stroms ihres Felds repräsentieren,
– dass – wenn der Rechner des Felds die Öffnung des Trennschalters der Verbindungsleitung zu der Schiene, deren Verteilung bzw. Verteilungsstrom übertragen wird, Übertragungsschiene genannt, detektiert hat –, die genannten, der Öffnung vorausgehenden Daten abgespeichert werden und der Quadratwert des durch den genannten Trennschalter unterbrochenen Stroms berechnet wird, wobei dieser Wert repräsentativ ist für den elektrischen Verschleiß des genannten Trennschalters.

Nach einer bevorzugten Ausführungsart:

– sendet der genannte Rechner die genannte Mitteilung über einen Rechner höheren Niveaus an die anderen Rechner,
– werden die genannten Daten an den Rechner höheren Niveaus übertragen, der daraus durch Berechnung des Quadratwerts des durch den genannten Trennschalter unterbrochenen Stroms berechnet.

Vorzugsweise sendet der Rechner höheren Niveaus den Quadratwert des unterbrochenen Strom an den Rechner des Felds, der in dem Maße, wie die verschiedenen Lastübertragungen stattfinden, die Werte summiert und die errechnete Summe mit einem zulässigen Grenzwert vergleicht.
Die Berechnung des durch den genannten Trennschalter unterbrochenen Stroms erfolgt, indem man die Werte des Eingangsstroms der Übertragungsschiene hinzufügt und die Werte des Ausgangsstroms der Übertragungsschiene abzieht.
Die Erfindung ermöglicht eine genaue Bestimmung des Werts des durch den Trennschalter unterbrochenen Stroms.
Die Erfindung wird nun detaillierter beschrieben mit Hilfe von Figuren, die nur eine bevorzugte Ausführungsart der Erfindung darstellen.
Die 1A bis 1C sind schematische Ansichten einer Hochspannungsanlage und zeigen das Prinzip einer Lastübertragung.
Die 2A bis 2D zeigen eine Hochspannungsanlage mit diesen Kontrollgeräten und illustrieren das erfindungsgemäße Verfahren.
Die verschiedenen Figuren zeigen eine Hochspannungsanlage, umfassend:

– zwei Verteilungsschienen B1, B2,
– ein Eingangsfeld T3, ausgerüstet mit einem Ausschalter D3, verbunden mit der ersten Schiene B1 durch eine einen Trennschalter S31 enthaltende Verbindungsleitung und mit der zweiten Schiene B2 durch eine einen Trennschalter S32 enthaltende Verbindungsleitung,
– zwei Ausgangsfelder T1, T2, jedes ausgerüstet mit einem Trennschalter D1 bzw. D2 und jedes verbunden mit der ersten Schiene B1 durch eine einen Trennschalter S11 bzw. S21 enthaltende Verbindungsleitung und mit der zweiten Schiene B2 durch eine einen Trennschalter S12 bzw. S22 enthaltende Verbindungsleitung,
– ein Kopplungsfeld T4 der beiden Schienen B1, B2, ausgerüstet mit zwei Trennschaltern S41, S42.

In den 1A bis 1C stellen die Pfeile die Ströme dar.
Die 1A zeigt die Anlage vor einer Lastübertragungsoperation. Das Kopplungsfeld ist dann untätig und die Trennschalter S41 und S42 sind offen. Der Strom zwischen dem Eingangsfeld T3 und den Ausgangsfeldern T1 und T2 wird durch die erste Schiene B1 verteilt. Alle Trennschalter der Verbindungsleitungen mit der ersten Schiene B1 sind geschlossen und die Trennschalter der Verbindungsleitungen mit der zweiten Schiene B2 sind offen.
Die 1B stellt eine Lastübertragungsoperation des Felds T1 dar. Zuerst werden Trennschalter S41 und S42 des Kopplungsfelds geschlossen und anschließend werden die Trennschalter S12 der Verbindungsleitung mit der zweiten Schiene B2 des Felds T1 geschlossen. Der Strom fließt dann gemäß den dargestellten Pfeilen und das Feld T1 erhält Strom von der ersten Schiene B1 und der zweiten Schiene B2.
Dann, wie dargestellt in der 1C, wird der Trennschalter S11 der Verbindungsleitung mit der ersten Schiene B1 geöffnet. Das Feld T1 erhält den Strom nur von der zweiten Schiene B2; die Verteilung wird also für das Feld T1 von der ersten Schiene B1 auf die zweite Schiene B2 übertragen. Die Lastübertragungsoperation des Felds T1 ist beendet.
In den 2A bis 2D ist dieselbe Hochspannungsanlage mit ihren Steuergeräten dargestellt.
In diesen Figuren stellen die Pfeile die Informationsübertragungen dar. Jedes Feld ist mit einem Feldrechner C1 bis C4 ausgestattet, der u. a. dank einer Strommessvorrichtung M1 bis M4 den Wert und die Polarität des Stroms, der das Feld durchfließt, sowie den Zustand (offen oder geschlossen) der Trennschalter des Felds bestimmen kann.
Alle Rechner C1 bis C4 sind durch eine Informations- bzw. Datenübertragungsleitung L miteinander verbunden und mit einem Rechner höheren Niveaus CG verbunden, der die genannten Rechner C1 bis C4 verwaltet. Dieser Rechner CG ist mit einer Betriebskontrollstation 01 verbunden und erfindungsgemäß vorteilhaft mit einer zweiten Betriebskontrollstation 02, deren Funktion weiter unten präzisiert wird.
Die 2A zeigt die Anlage vor einer Ladungsübertragungsoperation. Es findet keine spezifisch erfindungsgemäße Aktivität statt und an die Rechner C1 bis C4 wird keine Information übertragen.
In den 2B beginnt die Ladungsübertragungsoperation und die beiden Trennschalter S11 und S12 werden geschlossen. Dieser Zustand wird detektiert und an die Rechner C1 des Felds T1 übertragen.
In diesem Moment, wie schematisch dargestellt in der 2C, sendet der Rechner C1 über den Rechner höheren Niveaus CG eine Nachricht bzw. Aufforderung an die anderen Rechner C2 und C3, die daraufhin die Daten bezüglich des Werts und der Polarität ihres jeweiligen Felds T2 bzw. T3 bestimmen und abspeichern.
Wenn der Rechner C1 die Öffnung des Trennschalters S11 der Verbindungsleitung zu der Schiene B1, deren Verteilung bzw. Verteilungsstrom übertragen wird, Übertragungsschiene genannt, und folglich das Ende der Lastübertragungsoperation feststellt, wie dargestellt in der 2D, werden die vor der Öffnung erfassten Daten (dem Zeitpunkt t direkt vor der Öffnung entsprechend) von den Rechnern C2 und C3 an den Rechner CG übertragen.
Dieser Rechner CG leitet daraus durch Berechnung den Wert des durch den Trennschalter S11 unterbrochenen Stroms ab, indem er die Werte des Stroms hinzufügt, der in die Schiene B1 hineinfließt, und indem er die Werte des Stroms abzieht, der die Schiene B1 verlässt, wobei diese Berechnung das Kirshof-Gesetz der elektrischen Knotenpunkte anwendet. Durch seine klassische Kontrollfunktion kennt der Rechner CG die mit jedem Feld verbundene Schiene B1 oder B2 (dem Zustand der Trennschalter (offen oder geschlossen) entsprechende Information jedes Felds, die ihm durch die Rechner C2 bis C4 übertragen wird).
Der Rechner CG berechnet den Quadratwert des durch den Trennschalter S11 unterbrochenen Stroms, der repräsentativ ist für den elektrischen Verschleiß des Trennschalters S11 während dieser Lastübertragungsoperation.
Dieser Wert wird an den Rechner C1 übertragen, der diese Werte der verschiedenen stattfindenden Lastübertragungen summiert und die Summe mit einem festgelegten Grenzwert vergleicht.
Die Betriebskontrollstation 02 kann eine Echtzeit-Sichtbarmachung dieser Überwachung des elektrischen Verschleißes jedes Trennschalters ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch ohne einen Rechner höheren Niveaus arbeiten. In diesem Fall wird die Nachricht des Rechners C1 direkt an die anderen Rechner C2 und C3 übertragen, und die genannten Daten werden direkt von den Rechner C2 und C3 an den Rechner C1 übertragen, der dann selbst die Berechnung des Quadratwerts des durch den Trennschalter S11 unterbrochenen Stroms durchführt.

Claims

Verfahren zur Überwachung des Verschleißes der Trennschalter (S11, S12) eines Feldes (T1) einer Hochspannungsstation, einen Satz Verteilungssammelschienen (B1, B2) umfassend, verbunden mit wenigstens drei Stromkreisen, gebildet durch ein Einspeisungsfeld (T3) und Ausspeisungsfelder (T1, T2) und ein Kopplungsfeld (T4) der Sammelschienen (B1, B2), wobei jedes Feld (T1 bis T4) eine Verbindungsleitung zu jeder Schiene (B1, B2) umfasst, ausgerüstet mit einem Trennschalter und einem Feldrechner (C1 bis C4) zugeordnet, der den Wert und die Polarität des in dem Feld (T1 bis T4) fließenden Stroms sowie den Zustand der Trennschalter des Felds bestimmen kann, wobei alle Rechner (C1 bis C4) der Station durch eine Datenübertragungsleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, – dass bei einer Lastübertragung des Felds (T1), wenn der entsprechende Feldrechner (C1) detektiert, dass die Trennschalter (S11, S12) der Verbindungsleitungen zu den Verteilungssammelschienen (B1, B2) geschlossen sind, dieser den anderen Rechnern (C2 bis C4) eine Mitteilung sendet, welche die Daten bestimmen und abspeichern, die der Wert und die Polarität des Stroms ihres Feldes (T2 bis T4) sind, – dass – wenn der Rechner (C1) des Feldes (T1) die Öffnung des Trennschalters (S11) der Verbindungsleitung zu der Sammelschiene (B1), deren Verteilung übertragen wird, Übertragungssammelschiene genannt, detektiert hat –, die genannten, der Öffnung vorausgehenden Daten abgespeichert werden und der Wert des Quadrats des durch den genannten Trennschalter (S11) unterbrochenen Stroms berechnet wird, wobei dieser Wert repräsentativ ist für den elektrischen Verschleiß des genannten Trennschalters.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet: – dass der genannte Rechner (C1) die genannte Mitteilung an die anderen Rechner (C2 bis C4) über einen Rechner höheren Niveaus (CG) sendet, – dass die genannten Daten an den Rechner höheren Niveaus (CG) übertragen werden, der daraus durch Berechnung den Wert des Quadrats des durch den genannten Trennschalter (S11) unterbrochenen Stroms berechnet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner höheren Niveaus (CG) den Wert des Quadrats des unterbrochenen Strom an den Rechner (C1) des Feldes (T1) sendet, der nach und nach die Werte der verschiedenen Lastübertragungen summiert und die errechnete Summe mit einem zulässigen Grenzwert vergleicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des durch den genannten Trennschalter (S11) unterbrochenen Stroms erfolgt, indem man die Eingangsstromwerte der Übertragungssammelschiene (B1) hinzufügt und die Ausgangsstromwerte der Übertragungssammelschiene (B1) abzieht.