EP3928271A1 - Verfahren zum instandhalten einer elektrischen komponente - Google Patents

Verfahren zum instandhalten einer elektrischen komponente

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Publication number
EP3928271A1
EP3928271A1 EP19716812.3A EP19716812A EP3928271A1 EP 3928271 A1 EP3928271 A1 EP 3928271A1 EP 19716812 A EP19716812 A EP 19716812A EP 3928271 A1 EP3928271 A1 EP 3928271A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measurement data
component
temperature
electrical component
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19716812.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Armschat
Markus Distler
Jörg HAFERMAAS
German KUHN
Nicolas Söllner
Anna SÖRGEL
Uwe WEIGT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP3928271A1 publication Critical patent/EP3928271A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/005—Calibration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0283—Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]
    • G—PHYSICS
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    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance

Definitions

  • the invention relates to a method for maintaining a first electrical component.
  • Such an electrical component can be, for example, a component of a high-voltage DC transmission system, a switchgear, a surge arrester, a transformer or the like.
  • capacitors in a capacitor bank or devices that are installed in three-phase networks as three single-phase individual devices, such as chokes, filter resistors or air-insulated switches. Failures of such components, in particular high-voltage or medium-voltage components, usually only rarely occur. However, a single component failure can lead to the failure of the entire system, the functional part of which is the electrical component.
  • Corresponding electrical components have a permissible temperature range during operation. If the components are operated outside the permissible temperature range, the service life consumption and the risk of failure increase considerably. To ensure compliance with the temperature range, the components are usually designed or manufactured with suitable reserves. The risk of component overloading is greatly reduced by this oversizing of the components, but not completely eliminated. In addition, the manufacturing costs increase accordingly.
  • the object of the invention is to propose a method mentioned at the beginning that enables the electrical component to operate as efficiently and reliably as possible.
  • the object is achieved according to the invention by a method for withstanding a first electrical component in temperature measurement values recorded on the first electrical component are stored as first measurement data, temperature measurement values recorded on at least one second and third electrical component are stored as second and third measurement data and, taking into account the three measurement data, it is checked whether a maintenance process is carried out
  • the temperature measurement values can originate from one or more temperature sensors which are arranged at one or more locations of the respective component.
  • the temperature sensors are suitably set up for use on components, possibly also at high voltage potential, to transmit the recorded temperature measurement values wirelessly, suitably by radio.
  • the received data is saved accordingly.
  • the sensors can be arranged, for example, on the surface of the relevant component, so that it measures a surface temperature.
  • a temperature in the interior of the respective component is detected by means of the sensor or sensors. For example, the temperature of an inner conductor of the component can be detected, the inner conductor being surrounded on the outside by an outer insulator.
  • the senor When using high-voltage potential, the sensor can be protected from damage by a protective circuit. This is particularly useful when using sensors that are connected to an external sensor node. In the simplest case, this can be done using a Zener diode or a low-pass filter. When positioning the sensors, possible electrical or electromagnetic effects must be taken into account so that the sensors are not disrupted or the systems are affected. To this end, electrical, magnetic and electromagnetic emissions must be limited.
  • the temperature measurement values can be given by direct measurements or also, for example, by measurement data averaged over time or location. Such averaging has the advantage of a smaller amount of data transmitted. Accordingly, it is also conceivable to appropriately select the transmitted temperature measured values for the measurement data in another way, at least before they are stored, in order to reduce the amount of data.
  • the measurement data are suitably stored successively in a temporal arrangement of individual measurement data points (tuples of one measurement data point and one time specification are also conceivable) in a storage medium of a data processing system (or distributed over several data processing systems).
  • An essential advantage of the invention lies in the use of the measured temperature values for the maintenance of the first electrical component (in particular through the comparison with the other components, whereby outliers can be identified, for example). In this way, laborious manual measurements and evaluation on site can be avoided, which allows particularly efficient maintenance.
  • the measurement data can be evaluated continuously, so that suitable maintenance and repair measures can be carried out at any time. This increases the reliability of the first electrical component in operation.
  • the method can also be carried out accordingly with regard to the at least three electrical components. The number of components is of course not limited to three.
  • the measurement data from at least a second and a third component are also used according to the invention electrical components (expediently components of the same type) are also taken into account.
  • the invention is therefore based on the knowledge that the monitoring of only one electrical component only allows reliable maintenance to a limited extent. The reason for this is that, in particular, long-term changes in the environment and the entire system influence the measurements and require adjustments to any operating points and operating ranges that are barely or not at all recognizable when measuring an individual component.
  • the use or consideration of three or more components allows a reliable detection of maintenance requirements or errors of the first component (or all of the components considered).
  • the at least three electrical components can expediently be components of a so-called cluster, such as capacitors of a capacitor bank, power modules of a modular converter, arrester housing of an arrester bank or the like. This has the advantage that the ambient conditions for all components are comparable and can therefore be calculated out or neglected in a suitable manner.
  • a control measure can be recognized as necessary or desirable.
  • One possible control measure can, for example, be the activation of the component for overload operation at low component temperatures. Alternatively, for example, a reduction in the highest permissible operating temperature is also conceivable.
  • the measurement data are compared with one another and the checking is carried out taking into account measurement data differences.
  • the measurement data differences can be determined as differences between the measurement data or from a predetermined or determined value, for example an average value.
  • individual measurement data points are compared with one another, which correspond to measurements at the same points in time (or measurement data points which correspond to measured values recorded at different times, but where the time differences are not greater than a predetermined difference in time).
  • the consideration of the measurement data differences allows a simple and effective detection of noticeable changes in the temperatures of the components with respect to one another or with one another.
  • a measurement data mean value and a first measurement data difference are preferably formed between the first measurement data (the measurement data values) and the measurement data mean value, the checking comprising a comparison of the first measurement data difference with a difference threshold value.
  • the measured data mean value thus forms a further time series because the mean values are calculated from the respective measured data of the at least three components in accordance with the temporal arrangement. If the difference threshold is exceeded, a change in the operating properties of the component of a cluster or an error state can be concluded. In many cases, especially with components of the same type and sensors installed in the same way that deliver the measurement data, a comparison measurement is sufficient to detect anomalies. The outlier is identified and, if necessary, the component can be specifically checked on site in the event of a brief operational interruption. The accuracy of the individual measurements takes a back seat.
  • checking comprises forming a temperature change from the first measurement data.
  • a more precise assessment of abnormalities of the first component can be carried out.
  • An evaluation of the trend behavior of the measurement data can be particularly advantageous.
  • the checking preferably includes a comparison of the temperature rise with a reference temperature rise (that is, a typical time constant of the component, environmental conditions included or taken into account). In this way, long-term changes can advantageously be taken into account in the evaluation.
  • the checking includes comparing the first measurement data with ambient temperature measurement data recorded on the first component. For example, a surface temperature can be compared with an associated ambient temperature. Depending on how high the surface temperature is and how great the difference to the ambient temperature, various measures can be useful or a further analysis of the measurement data can be performed. Furthermore, a calibration can be carried out in such a way that temperature measurements are carried out in a test field at different ambient temperatures. The characteristic curves obtained in this way are saved and taken into account when analyzing the measurement data.
  • the checking is preferably carried out taking into account operating data of the electrical component.
  • the operating data can in particular be current and voltage (a current flowing through the component, a voltage dropping across the component). In this way, an even more precise picture of the load condition of the component can be obtained.
  • the checking can be carried out taking into account a calibration of the temperature measurement. As far as this appears before geous, a calibration can be carried out in a test field. The various methods for determining the temperature can be measured in the test field with a certain number of operating states. Correction curves for a variable to be measured, measured value and influencing environmental parameters (e.g. ambient air, its temperature, humidity, etc.) can be created will. These correction curves are then also saved and taken into account when evaluating the measurement data. A particularly high level of accuracy and reliability of the method can thus be achieved.
  • environmental parameters e.g. ambient air, its temperature, humidity, etc.
  • each condition being assigned a separate maintenance instruction or control measure, which is triggered when the assigned condition is present. Accordingly, several conditions are defined, each of the conditions being assigned to a separate maintenance instruction.
  • the fulfillment of a first condition can, for example, be linked to the maintenance instruction to place the component under special observation, a second condition can be linked to the maintenance instruction to clean the component or the outer insulator, and a third condition can be linked to the maintenance instruction to replace the component, etc.
  • the invention also relates to a data processing system.
  • the object of the invention is to propose a data processing system by means of which efficient maintenance of an electrical component is made possible.
  • the object is achieved according to the invention by a data processing system which is set up to carry out a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an example of electrical components which are suitable for maintenance by means of the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a method according to the invention
  • Figure 3 shows a second embodiment of the fiction, contemporary method.
  • FIG. 1 An arrester bank 1 with twenty surge arresters 2 of the same type is shown in FIG.
  • Each surge arrester comprises an outer insulator 3 and a high-voltage terminal 4 for connection to a high-voltage line 5.
  • the temperature is measured on each surge arrester by means of a dedicated sensor 6 and is sent as measurement data to an evaluation unit in the form of a data processing system 7 Posted. By comparing the measurement data, it can be checked whether the surface temperature of one of the surge arresters deviates from the rest and whether a maintenance process is therefore necessary.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the course of an evaluation of the measurement data that have been transmitted by three electrical components.
  • first measurement data Thl of a temperature sensor of a first component are stored (as a data series Thl (t)).
  • second and third measurement data Th2 and Th3 of a second and a third component are stored in two method steps 102 and 103, which are executed simultaneously or consecutively, for example.
  • an average value ThM (t) is used as 1/3 * (Thl (t) + Th2 (t) + Th3 (t)).
  • a first measurement data difference DeltaThl (t) Thl (t) - ThM (t) is calculated.
  • a check 106 shows that the first measurement data difference reaches or exceeds a predetermined difference threshold value x, then in a seventh method step 107 a maintenance instruction is output or the measurement data is analyzed more precisely. If the check 106 shows that the measured data difference is below the difference threshold value, then in an eighth method step 108 information is displayed that the first component does not require any maintenance measures.
  • a first method step 201 measurement data transmitted by a sensor of a first electrical component, in particular a measurement data point Th, are stored in a memory of a data processing system.
  • FIGS. 2 and 3 are not necessarily alternative and can be combined within the scope of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Instandhalten einer ersten elektrischen Komponente. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden an der ersten elektrischen Komponente erfasste Temperaturmesswerte als erste Messdaten gespeichert, wobei an wenigstens einer zweiten und einer dritten elektrischen Komponenten erfasste Temperaturmesswerte als zweite und dritte Messdaten gespeichert werden und unter Berücksichtigung der drei Messdaten überprüft wird, ob ein Wartungsvorgang an der ersten Komponente notwendig ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Datenverarbeitungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Bechreibung
Verfahren zum Instandhalten einer elektrischen Komponente
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Instandhalten einer ersten elektrischen Komponente.
Eine solche elektrische Komponente kann beispielsweise eine Komponente einer Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage, eine Schaltanlage, ein Überspannungsableiter, ein Transforma tor oder dergleichen sein. Weitere Beispiele sind Kondensato ren einer Kondensatorbank oder Geräte, die in dreiphasigen Netzen als drei einphasige Einzelgeräte installiert sind, wie zum Beispiel Drosseln, Filterwiderstände oder luftisolierte Schalter. Ausfälle solcher Komponenten, insbesondere Hoch- spannungs- oder Mittelspannungskomponenten treten üblicher weise nur selten auf. Jedoch kann ein einzelner Komponenten fehler bereits zum Ausfall der gesamten Anlage führen, deren funktioneller Teil die elektrische Komponente ist.
Artgemäße elektrische Komponenten weisen im Betrieb einen zu lässigen Temperaturbereich auf. Werden die Komponenten außer halb des zulässigen Temperaturbereiches betrieben, so erhöht sich der Lebensdauerverbrauch und das Ausfallrisiko erheb lich. Um die Einhaltung des Temperaturbereiches zu gewähr leisten, werden üblicherweise die Komponenten mit geeigneten Reserven ausgelegt bzw. hergestellt. Das Risiko einer Kompo nentenüberlastung wird durch diese Überdimensionierung der Komponenten stark reduziert, jedoch nicht gänzlich ausge schlossen. Zudem steigen entsprechend die Herstellungskosten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein eingangs genanntes Ver fahren vorzuschlagen, das einen möglichst effizienten und zu verlässigen Betrieb der elektrischen Komponente ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum In standhalten einer ersten elektrischen Komponente gelöst, bei dem an der ersten elektrischen Komponente erfasste Tempera turmesswerte als erste Messdaten gespeichert werden, an we nigstens einer zweiten und einer dritten elektrischen Kompo nente erfasste Temperaturmesswerte als zweite und dritte Messdaten gespeichert werden und unter Berücksichtigung der drei Messdaten überprüft wird, ob ein Wartungsvorgang
und/oder eine Steuerungsmaßnahme an der ersten Komponente notwendig ist. Die Grundlage der Instandhaltung bilden Tempe raturmesswerte, die an den elektrischen Komponenten erfasst werden. Die Temperaturmesswerte können von einem oder mehre ren Temperatursensoren stammen, die an einer oder mehreren Orten der jeweiligen Komponente angeordnet sind. Die Tempera tursensoren sind geeigneterweise für die Anwendung an Kompo nenten ggf. auch auf Hochspannungspotenzial dazu eingerich tet, die erfassten Temperaturmesswerte drahtlos, geeigneter weise per Funk zu übertragen. Die empfangenen Daten werden entsprechend gespeichert. Die Sensoren können beispielsweise an der Oberfläche der betreffenden Komponente angeordnet sein, so dass diese eine Oberflächentemperatur misst. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass mittels des oder der Sensoren eine Temperatur im Inneren der jeweiligen Komponente erfasst wird. Zum Beispiel kann die Temperatur eines Innenleiters der Komponente erfasst werden, wobei der Innenleiter außen von einem äußeren Isolator umgeben ist. Bei Anwendung auf Hoch spannungspotenzial kann der Sensor durch eine Schutzbeschal tung vor Beschädigung geschützt werden. Dies ist besonders sinnvoll bei Verwendung von Sensoren, die mit einem externen Sensorknoten verbunden sind. Im einfachsten Fall kann dies durch eine Z-Diode oder einen Tiefpassfilter erfolgen. Bei der Positionierung der Sensorik müssen mögliche elektrische bzw. elektromagnetische Effekte beachtet werden, damit es zu keiner Störung der Sensorik oder Beeinflussung der Anlagen kommt. Hierzu müssen elektrische, magnetische und elektromag netische Emissionen begrenzt werden. Dies kann durch folgende Maßnahmen erfolgen (einzeln oder in beliebiger Kombination) : Positionierung der Sensorknoten im Feldschatten, z.B. im Feldschatten eines Koronaringes, Positionierung in starken magnetischen Wechselfeldern im Schutz eines magnetischen Schirmbleches, Positionierung mit nur geringer Oberflächen veränderung im elektrostatischen Feld, gegebenenfalls unter Verwendung einer passiv gesteuerten Oberflächenkontur mit ge eignet eingestellten Permittivität , Positionierung bei beson ders hochfrequenten elektromagnetischen Feldern. Im Rahmen der Erfindung können die Temperaturmesswerte durch direkte Messungen oder auch beispielsweise durch zeitlich bzw. ört lich gemittelte Messdaten gegeben sein. Eine solche Mittelung hat den Vorteil der geringeren übertragenen Datenmenge. Es ist entsprechend auch denkbar, die übertragenen Temperatur messwerte, jedenfalls vor deren Speicherung, für die Messda ten zweckmäßig auf andere Weise auszuwählen, um die Datenmen ge zu verringern. Geeigneterweise werden die Messdaten suk zessive in einer zeitlichen Anordnung von einzelnen Messda tenpunkten (denkbar sind auch Tupel von je einem Messdaten punkt und einer Zeitangabe) in einem Speichermedium einer Da tenverarbeitungsanlage (oder verteilt auf mehrere Datenverar beitungsanlagen) gespeichert. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der Nutzung der Temperaturmesswerte zur Instandhaltung der ersten elektrischen Komponente (insbeson dere durch den Vergleich mit den übrigen Komponenten, wodurch beispielsweise Ausreißer identifiziert werden können) . Auf wendige manuelle Messungen und Auswertung vor Ort können auf diese Weise vermieden werden, was eine besonders effiziente Instandhaltung erlaubt. Zudem kann die Auswertung der Messda ten kontinuierlich erfolgen, wodurch geeignete Wartungs- und Erhaltungsmaßnahmen jederzeit erfolgen können. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der ersten elektrischen Komponente im Be trieb. Das Verfahren kann im Übrigen in Bezug auf die wenigs tens drei elektrischen Komponenten entsprechend durchgeführt werden. Die Anzahl der Komponenten ist selbstredend nicht auf drei beschränkt.
Für die Überprüfung, ob ein Wartungsvorgang an der ersten Komponente notwendig ist, werden erfindungsgemäß auch die Messdaten von wenigstens einer zweiten und einer dritten elektrischen Komponente (zweckmäßigerweise Komponenten glei chen Typs) mitberücksichtigt. Der Erfindung liegt damit die Erkenntnis zugrunde, dass die Überwachung lediglich einer elektrischen Komponente nur bedingt eine zuverlässige In standhaltung erlaubt. Der Grund dafür ist, dass insbesondere Langzeitänderungen der Umgebung und der gesamten Anlage die Messungen beeinflussen und Anpassungen etwaiger Betriebspunk te und Betriebsbereiche erfordern, die bei Messungen an einer einzelnen Komponente nicht oder kaum erkennbar sind. Hingegen die Verwendung bzw. Berücksichtigung von drei oder mehr Kom ponenten, beispielsweise aber nicht notwendigerweise einer und derselben Hoch- oder Mittelspannungsanlage, erlaubt eine zuverlässige Erkennung von Wartungsbedarf oder Fehlern der ersten Komponente (oder auch aller betrachteten Komponenten) . Die wenigstens drei elektrischen Komponenten können dabei zweckmäßigerweise Komponenten eines sogenannten Clusters sein, wie beispielsweise Kondensatoren einer Kondensatorbank, Powermodule eines modularen Stromrichters, Ableitergehäuse einer Ableiterbank oder dergleichen. Dies hat den Vorteil, dass die Umgebungsbedingungen für alle Komponenten vergleich bar sind und damit auf geeignete Weise herausgerechnet oder vernachlässigt werden können.
Abgesehen von einem Wartungsvorgang kann eine Steuerungsmaß nahme als notwendig oder wünschenswert erkannt werden. Eine mögliche Steuerungsmaßnahme kann zum Beispiel eine Freischal tung der Komponente für einen Überlastbetrieb bei niedriger Komponententemperatur sein. Alternativ ist beispielsweise auch eine Senkung der höchsten zulässigen Betriebstemperatur denkbar .
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Messda ten miteinander verglichen und das Überprüfen erfolgt unter Berücksichtigung von Messdatendifferenzen. Die Messdatendif ferenzen können als Differenzen der Messdaten zueinander oder zu einem vorgegebenen oder ermittelten Wert, beispielsweise einem Mittelwert bestimmt werden. Geeigneterweise werden ein- zelne Messdatenpunkte miteinander verglichen, die Messungen zu gleichen Zeitpunkten entsprechen (oder Messdatenpunkte, die zu unterschiedlichen Zeiten erfassten Messwerten entspre chen, jedoch wobei die Zeitunterschiede nicht größer als eine vorbestimmte Differenz zeit sind) . Die Berücksichtigung der Messdatendifferenzen erlaubt eine einfache und effektive Er kennung von auffälligen Änderungen der Temperaturen der Kom ponenten gegenüber einander bzw. untereinander.
Vorzugsweise werden ein Messdatenmittelwert und eine erste Messdatendifferenz zwischen den ersten Messdaten (den Messda tenwerten) und dem Messdatenmittelwert gebildet, wobei das Überprüfen einen Vergleich der ersten Messdatendifferenz mit einem Differenzschwellwert umfasst. Der Messdatenmittelwert bildet damit eine weitere Zeitreihe, weil die Mittelwerte entsprechend der zeitlichen Anordnung aus den jeweiligen Messdaten der wenigstens drei Komponenten berechnet werden. Bei einer Überschreitung des Differenzschwellwerts kann auf eine Änderung der Betriebseigenschaften der Komponente eines Clusters bzw. auf einen Fehlerzustand geschlossen werden. In vielen Fällen, insbesondere bei gleichartigen Komponenten und gleichartig verbauten Sensoren, die die Messdaten liefern, ist eine Vergleichsmessung ausreichend, um Anomalitäten zu entdecken. Der Ausreißer wird identifiziert und ggf. bei ei ner kurzen Betriebsunterbrechung kann gezielt vor Ort die Komponente kontrolliert werden. Die Genauigkeit der einzelnen Messung tritt dabei in den Hintergrund.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Über prüfen das Bilden einer Temperaturänderung aus den ersten Messdaten. Durch die Betrachtung des Temperaturanstiegs oder -abstiegs kann eine genauere Bewertung von Auffälligkeiten der ersten Komponente durchgeführt werden. Besonders vorteil haft kann eine Auswertung des Trendverhaltens der Messdaten sein . Vorzugsweise umfasst das Überprüfen einen Vergleich des Tem peraturanstiegs mit einem Referenz-Temperaturanstieg (also eine typische Zeitkonstante der Komponente, Umgebungsbedin gungen eingerechnet bzw. berücksichtigt) . Langzeitänderungen können auf diese Weise vorteilhaft bei der Auswertung berück sichtigt werden.
Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn das Überprüfen ein Vergleichen der ersten Messdaten mit an der ersten Komponente erfassten Umgebungstemperaturmessdaten umfasst. Zum Beispiel kann eine Oberflächentemperatur mit einer zugeordneten Umge bungstemperatur verglichen werden. Je nachdem, wie hoch die Oberflächentemperatur ist und wie hoch die Differenz zur Um gebungstemperatur ist, können verschiedene Maßnahmen sinnvoll sein oder eine weitere Analyse der Messdaten nachgeschaltet werden. Des Weiteren kann eine Kalibrierung derart durchge führt werden, dass in einem Prüffeld Temperaturmessungen bei verschiedenen Umgebungstemperaturen durchgeführt werden. Die auf diese Weise gewonnenen Kennlinien werden abgespeichert und bei der Analyse der Messdaten berücksichtigt.
Bevorzugt wird das Überprüfen unter Berücksichtigung von Be triebsdaten der elektrischen Komponente durchgeführt. Die Be triebsdaten können insbesondere Strom und Spannung sein (ein durch die Komponente fließender Strom, eine an der Komponente abfallende Spannung) . Auf diese Weise kann ein noch genaueres Bild vom Belastungszustand der Komponente erhalten werden.
Das Überprüfen kann unter Berücksichtigung einer Kalibrierung der Temperaturmessung durchgeführt werden. Soweit dies vor teilhaft erscheint, kann hierbei eine Kalibrierung in einem Prüffeld durchgeführt werden. Die ggf. verschiedenen Verfah ren zur Temperaturermittlung können im Prüffeld mit einer ge wissen Anzahl von Betriebszuständen ausgemessen werden. Dabei können Korrekturkurven von einer zu messenden Größe, gemesse nem Wert und beeinflussenden Umgebungsparametern (bsp. Umge bungsluft, dessen Temperatur, Feuchtigkeit u.ä.) erstellt werden. Diese Korrekturkurven werden dann ebenfalls gespei chert und bei der Auswertung der Messdaten berücksichtigt. Damit können eine besonders hohe Genauigkeit und Zuverlässig keit des Verfahrens erreicht werden.
Geeigneterweise kann überprüft werden, ob die Messdaten oder eine davon abgeleitete Größe einer Mehrzahl von vorbestimmten Bedingungen genügen, wobei jeder Bedingung eine separate War tungsanweisung oder Steuerungsmaßnahme zugeordnet wird, die bei Vorliegen der zugeordneten Bedingung ausgelöst wird. Dem nach werden mehrere Bedingungen definiert, wobei jede der Be dingungen einer eignen Wartungsanweisung zugeordnet ist. Das Erfüllen einer ersten Bedingung kann beispielsweise an die Wartungsanweisung geknüpft sein, die Komponente unter beson dere Beobachtung zu stellen, eine zweite Bedingung kann an die Wartungsanweisung geknüpft sein, die Komponente bzw. den äußeren Isolator zu reinigen, eine dritte Bedingung kann an die Wartungsanweisung geknüpft sein, die Komponente auszutau schen usw.
Die Erfindung betrifft ferner eine Datenverarbeitungsanlage.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Datenverarbeitungsan lage vorzuschlagen, mittels der eine effiziente Instandhal tung einer elektrischen Komponente ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Datenverarbei tungsanlage gelöst, die zum Durchführen eines erfindungsgemä ßen Verfahrens eingerichtet ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanlage ergeben sich insbesondere aus den Vorteilen, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden . Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei spielen weiter erläutert, die in den Figuren 1 bis 3 darge stellt sind.
Figur 1 zeigt ein Beispiel von elektrischen Komponenten, die zur Instandhaltung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind;
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Verfahrens;
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Verfahrens.
In Figur 1 ist eine Ableiterbank 1 mit zwanzig gleichartigen Überspannungsableitern 2 dargestellt. Jeder Überspannungsab leiter umfasst einen äußeren Isolator 3 sowie ein Hochspan nungsterminal 4 zum Anschluss an eine Hochspannungsleitung 5. An dem Hochspannungsterminal 4 wird an jedem Überspannungsab leiter mittels eines dort platzierten eigenen Sensors 6 Tem peratur gemessen und als Messdaten an eine Auswerteeinheit in Form einer Datenverarbeitungsanlage 7 gesendet. Durch den Vergleich der Messdaten kann überprüft werden, ob die Ober flächentemperatur eines der Überspannungsableiter von den restlichen abweicht und damit möglicherweise ein Wartungsvor gang notwendig ist.
In Figur 2 ist in einer schematischen Darstellung der Verlauf einer Auswertung der Messdaten, die von drei elektrischen Komponenten übertragen worden sind. In einem ersten Verfah rensschritt 101 werden erste Messdaten Thl eines Temperatur sensors einer ersten Komponente gespeichert (als eine Daten reihe Thl (t) ) . Entsprechend werden in zwei beispielsweise gleichzeitig oder konsekutiv ausgeführten Verfahrensschritten 102 und 103 zweite und dritte Messdaten Th2 bzw. Th3 einer zweiten und einer dritten Komponente gespeichert. In einem vierten Verfahrensschritt 104 wird ein Mittelwert ThM(t) als 1/3 * (Thl (t) + Th2 (t) + Th3 (t) ) gebildet. In einem fünften Verfahrensschritt 105 wird eine erste Messdatendifferenz Del- taThl (t) = Thl (t) - ThM(t) berechnet. Nachfolgend werden zwei Fälle unterschieden: Ergibt eine Überprüfung 106, dass die erste Messdatendifferenz einen vorbestimmten Differenz schwellwert x erreicht oder überschreitet, so wird in einem siebten Verfahrensschritt 107 eine Wartungsanweisung ausgege ben oder die Messdaten genauer analysiert. Ergibt die Über prüfung 106, dass die Messdatendifferenz unterhalb des Diffe renzschwellwertes liegt, so wird in einem achten Verfahrens schritt 108 eine Information angezeigt, dass die erste Kompo nente keine Wartungsmaßnahmen erfordert.
Eine weitere Möglichkeit der Auswertung ist schematisch in Figur 3 dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 201 werden von einem Sensor einer ersten elektrischen Komponente übermittelte Messdaten, insbesondere ein Messdatenpunkt Th in einem Speicher einer Datenverarbeitungsanlage gespeichert. In einem zweiten Verfahrensschritt 202 wird überprüft, ob der Messdatenpunktwert eine maximale Temperatur Tmax erreicht o- der überschreitet. Ist das der Fall, so wird in einem dritten Verfahrensschritt 203 weitere Analyse der Messdaten durchge führt. Ist das nicht der Fall, so wird in einem vierten Ver fahrensschritt 204 eine Absolutdifferenz dTh zwischen dem Messdantepunkt einer an der Komponente gemessenen und über mittelten Aussentemperatur Ta gebildet: dTh = | Th - Ta | . In einem fünften Verfahrensschritt wird überprüft, ob die Abso lutdifferenz dTh unterhalb eines unteren Grenzwertes TI, gleich dem oder oberhalb eines oberen Grenzwertes T2 liegt, oder zwischen dem unteren und oberen Grenzwert liegt TI <= dTh < T2. Gilt, dass dTh >= T2, so wird im Verfahrensschritt 203 weitere Analyse durchgeführt, um den Fall und ggf. die zu ergreifenden Maßnahmen genauer zu prüfen. Gilt, dass dTh <
TI, so wird in einem sechsten Verfahrensschritt 206 eine In formation bereitgestellt, dass für die erste Komponente bzw. die Anlage, in der die Komponente eingesetzt ist, eine höhere Auslastung möglich ist. Gilt, dass TI <= dTh < T2, so wird in einem siebten Verfahrensschritt 207 eine Information bereit gestellt, dass die Komponente im Nennlastbetrieb betrieben werden kann. Mit der Anordnung des Temperatursensors direkt am Aktivteil der Komponente ist eine weitere denkbare Variante bereitge stellt. Je nach Anwendung kann eine genauere Information über den Zustand der Komponente erreicht werden, wenn der Tempera tursensor am Heißpunkt des Aktivteils der Kompontente instal- liert ist. In diesem Fall kann das oben beschriebene Ver gleichsverfahren angewandt werden, um einen sich anbahnenden Fehler zu erkennen, obwohl z.B. im Teillastbetrieb arbeitende Komponente (noch) nicht die maximal zulässigen Temperatur grenzen erreicht.
Die beiden Vorgehensweisen der Figuren 2 und 3 sind nicht notwendigerweise alternativ und können im Rahmen der Erfin dung kombiniert ausgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Instandhalten einer ersten elektrischen Kom ponente, bei dem
- an der ersten elektrischen Komponente erfasste Temperatur messwerte als erste Messdaten gespeichert werden,
- an wenigstens einer zweiten und einer dritten elektrischen Komponente erfasste Temperaturmesswerte als zweite und dritte Messdaten gespeichert werden,
- unter Berücksichtigung der drei Messdaten überprüft wird, ob ein Wartungsvorgang und/oder eine Steuerungsmaßnahme an der ersten Komponente notwendig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messdaten miteinander verglichen werden und das Überprüfen unter Berücksichtigung von Messdatendifferenzen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Messdatenmittelwert gebildet wird und eine erste Messdatendifferenz zwischen den ersten Messdaten und dem Messdatenmittelwert gebildet wird, wobei das Überprüfen einen Vergleich der ersten Messdatendif ferenz mit einem Differenzschwellwert umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen das Bilden einer Temperaturänderung aus den ersten Messdaten umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Überprüfen einen Ver gleich des Temperaturanstiegs mit einem Referenz- Temperaturanstieg umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen ein Vergleichen der ersten Messdaten mit an der ersten Komponente erfassten Umgebungstemperaturmessdaten umfasst .
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen unter Berücksichtigung von Betriebsdaten der elektrischen Komponente durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen unter Berücksichtigung einer Kalibrierung der Temperaturmessung durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei überprüft wird, ob die Messdaten oder die davon abgeleitete
Größe einer Mehrzahl von vorbestimmten Bedingungen genügen, wobei jeder Bedingung eine separate Wartungsanweisung zuge ordnet wird, die bei Vorliegen der zugeordneten Bedingung ausgelöst wird.
10. Datenverarbeitungsanlage (7), die zum Durchführen eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10 eingerichtet ist.
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