EP3928393A1 - Elektroenergieübertragungseinrichtung sowie analyseverfahren - Google Patents

Elektroenergieübertragungseinrichtung sowie analyseverfahren

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Publication number
EP3928393A1
EP3928393A1 EP20710803.6A EP20710803A EP3928393A1 EP 3928393 A1 EP3928393 A1 EP 3928393A1 EP 20710803 A EP20710803 A EP 20710803A EP 3928393 A1 EP3928393 A1 EP 3928393A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
electrical energy
energy transmission
transmission device
interface
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.)
Withdrawn
Application number
EP20710803.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Giere
Matthias Heinecke
Thomas Hilker
Robert Knuth
Benjamin Zaedow
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 EP3928393A1 publication Critical patent/EP3928393A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects
    • 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
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/024—Quantitative history assessment, e.g. mathematical relationships between available data; Functions therefor; Principal component analysis [PCA]; Partial least square [PLS]; Statistical classifiers, e.g. Bayesian networks, linear regression or correlation analysis; Neural networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects
    • H02B13/0655—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects through monitoring changes of gas properties

Definitions

  • the invention relates to an electrical energy transmission device with a state detection arrangement having a switching device and at least one first data supplier, which is connected to a first interface of the switching device.
  • An electrical energy transmission device is used to transmit electrical energy. It is known to equip electrical energy transmission devices with a state detection arrangement which has a switching device and at least one first data supplier which is connected to an interface of the connecting device. With increasing automation, it is desirable to receive a large number of information from an electrical power transmission device and to process them accordingly. With increasing amounts of information, greater demands are placed on the performance of the switching devices. Correspondingly, the effort for an improved information acquisition at Elektro energieübertra transmission devices increases.
  • the object of the invention is to provide an electrical energy transmission device which enables an improved use of a switching device with an increased number of information supplied.
  • the object is achieved with an electrical energy transmission device of the type mentioned at the outset in that a second data supplier is connected to the first
  • Electrical energy transmission devices are devices which are used to transmit electrical energy. Electrical Energy transmission devices are, for example, disconnectors, earthing switches, load switches, circuit breakers, instrument transformers, gas-insulated switchgear, outdoor bushings, surge arresters, transformers in outdoor and indoor versions, etc. Driven by a voltage difference, an electrical current is carried within a phase conductor. The phase conductor must be electrically insulated accordingly.
  • the operational safety of an electrical energy transmission device is determined, among other things, by the insulation strength of the insulation medium used (electrically insulating medium). In this respect, the condition of the insulation medium is important information for making statements regarding the operational safety of the electrical energy transmission devices.
  • the insulation media generally extend over greater distances, so that on the one hand monitoring that is as precise as possible is desired, but on the other hand the effort for such monitoring is high.
  • Fluids that wash around a phase conductor for example, are used as the insulation medium.
  • Gaseous fluids in particular have proven to be suitable.
  • These are to be housed accordingly in capsule housings, within which a phase conductor is at least partially arranged. There the electrically insulating medium washes around the phase conductor and ensures electrical insulation.
  • first data supplier data on the condition of the insulating medium or other information on the condition, such as temperatures, changes in mass, arcing phenomena, etc., can be recorded.
  • first data supplier and second data supplier it should advantageously be provided that the data suppliers who are connected to the same interface allow the detection of similar states (Zu).
  • the first data supplier and the second data supplier can determine data relating to the density of an electrically insulating serving medium.
  • the first and the second data provider can also provide different status information.
  • several data providers which are assigned, for example, to electrically insulating media that act independently of one another, to transmit data about similar states of the respective media to the first interface.
  • electrically insulating gas spaces sealed off from one another with corresponding enclosed electrically insulating fluids are used, whereby the information about the state, in particular the density of the electrically insulating fluid in mutually different gas spaces is recorded will.
  • the switching device can have a first interface and, in addition to the first interface, further interfaces.
  • analog measured values that are supplied by the data suppliers can be transmitted in phase to the first interface from the first and the second supplier. This enables the information supplied by the first interface and the second interface to be continuously added.
  • a further advantageous embodiment can provide that data from the first and second data suppliers are made available to the first interface in a timed manner.
  • the data supplied by the first and second data suppliers can be made available to the first interface in a timed manner.
  • the information from the first and second data suppliers can be transmitted to the first interface in succession. This avoids overlaying the information supplied by the data provider to the same interface. For example, this can be done in such a way that a multiplexer is used to assign information from the first data supplier and the second data supplier to the interface over time. Instead of a multiplexer, clocking can also be done by the data providers themselves.
  • a time signal can be assigned to the respective information from the first data supplier or from the second data supplier and this time signal can also be assigned to higher-level processing devices are transmitted, so that a temporal breakdown of the information supplied by the first and second data providers is possible, please include.
  • a further advantageous embodiment can provide that the data from the first and second data suppliers are clocked in an asymmetrically distributed manner.
  • asymmetrical clocking can also be provided. I.e. one of the data providers is assigned a different time interval. The other data provider (s) can each be allocated the same time window.
  • the asymmetrical clocks can also regularly check and compare the transmitted information, since the different time clock can be used as test information.
  • the fuse device has a current divider.
  • status information about an insulation medium is important for a description of the operational safety of an electrical energy transmission device.
  • the temperature of the insulation medium or the density of the insulation medium can provide information on whether the insulation strength of the same is still given.
  • the density allows sufficient information about the insulation strength.
  • the density enables temperature and pressure-independent information about the insulation strength of the insulating medium. If necessary, a standardized detection of the pressure based on a standardized temperature (for example 20 ° C. ambient temperature) can also take place, so that information about the insulation strength of the insulating medium can also be obtained in this way.
  • Another object of the invention is to provide an analysis method for the state of an electrically insulating medium of an electrical energy transmission device in a suitable manner, which method makes inexpensive, simple statements about the state of the electrically insulating medium.
  • the object is achieved in an analysis method of the state of an electrically insulating medium of an electrical energy transmission device in that data on the state, in particular the insulation strength of an electrically insulating fluid are received from a processing device, that the transferred data are processed and output in a chronological sequence and when at least one first limit value is reached and / or when at least one first limit value is predicted to be reached, a warning is output.
  • An electrically insulating medium ensures the electrical insulation of a phase conductor.
  • the insulation strength of the electrically insulating medium can be impaired.
  • contamination on solid insulators or fluid insulating media can reduce their insulation strength.
  • the loss of insulation media for example through leaks in containers that house a fluid insulation medium, or through abrasion on solid insulators, can lead to restrictions in terms of insulation strength. lead activity.
  • Data on the condition, in particular the insulation resistance of an electrically insulating fluid z. B. represented by a density, for example, a switching device is made available by data providers. Standardization and transmission of data to a processing device can take place via the switching device.
  • the processing device is supplied with the data either indirectly or directly from the switching device, so that the processing device can process the data on the state of the electrically isolating medium.
  • the transferred and / or processed data can be sequenced over time. For example, it is possible to show the changes over time in the transferred or processed data and the changes over time in the transferred or processed data.
  • a temporal assignment of the data can take place, for example, in a switching device from which data is transferred directly or indirectly.
  • a first limit value it is possible to issue a warning when the same is reached by the transferred data or the processed data.
  • a predicted reaching of the first limit value can also be determined and a warning can also be issued when the predicted data reaches the first limit value.
  • a limit value is predicted to be reached, the point in time of which is far in the future, the issuing of a warning can be suppressed.
  • this period can be several days, e.g. B. several 10 days, such as 90 days from the current date, are in the future.
  • the transferred or processed data can be displayed consecutively in time. For example, certain status information can be displayed at certain times. so that a change over time can be recognized. For example, it is possible to display the course of the insulation strength of the electrically insulating fluid and, on the basis of the data transferred, to make a prognosis for the future of how z. B. the density of the electrically insulating fluid will change.
  • a graphic representation for outputting the chronological sequence can preferably be provided. If necessary, different time periods can be displayed: z. B. predefined time periods, week, month, year or a free definition of the desired period.
  • the data received and processed by the processing device can be stored locally and can also be used again.
  • the data are preferably available in a computer cloud so that simplified access to them is guaranteed.
  • situation-dependent maintenance can be triggered for the entire switching station.
  • a further advantageous embodiment can provide that a forecast of the development of the insulation strength is below Consideration of switching operations of the electrical energy transmission device takes place.
  • the electrically insulating medium can be changed in its insulating properties by switching operations of the electrical energy transmission device. If switching operations of the electrical energy transmission device are carried out accordingly, a faster aging of the electrically insulating fluid can be expected, for example. Based on the nature of the switching operations or the frequency or the intensity of the switching operations, conclusions can be drawn about changes in the electrically insulating fluids, so that the cause can be taken into account or, for example, when forecasting the achievement of limit values the switching operations expected in the future can flow into the prognosis, so that a more precise prediction of the attainment of the first limit value or the two stages of the first limit value can be made.
  • the prognosis can be checked and adjusted accordingly depending on the switching operations that actually occur.
  • an expected change in the insulation strength is stored within a certain period of time.
  • a further advantageous embodiment can provide that a prognosis is carried out by mathematical extrapolation and / or by simulation data and / or by machine learning and / or physical models.
  • a forecast of the future course z. B. the density within future time intervals can be done using mathematical extrapolation. In a simple case, this is possible in that the trend is recorded from the data already known and a forecast is extrapolated.
  • At least data / measured values should preferably be available from at least 30 days, in particular 90 days, with at least one measured value per day being available.
  • a simulation z. B. the density curve is made.
  • physical models can also be used, which allow a more precise prediction of the density curve, taking into account the configuration of the electrical energy transmission device and the physical properties of the electrically insulating fluid used.
  • Machine learning algorithms can also be used to generate forecasts.
  • a neural network with memory recurrent neural network (RNN)
  • LSTM cells long-short-term memory
  • RNN recurrent neural network
  • LSTM cells long-short-term memory
  • a further advantageous embodiment can provide that data which were determined at specific interval times are used for trend analysis.
  • a change in the insulation strength of an electrically insulating medium represents a long-term effect.
  • the interval times can be determined, for example, in days or weeks.
  • the external influences for example the time of year, can also be used in order to only take into account data that were determined at interval times that have comparable ambient conditions. For example, it is possible to only use data that are available at certain times of the day, e.g. B. occur at night or with similar loads of the Elektroenergy transmissionein direction or at the same time of year. It is thus possible to make a selection of data for the prognosis and to eliminate error sizes in a simple manner, for example by reducing the effects of climatic fluctuations from the outset.
  • a further advantageous embodiment can provide that a historical data analysis is taken into account in a comparison.
  • historical data analyzes can be used which, for example, are already templates for other electrical energy transmission devices of the same or similar design. For example, it is possible to evaluate certain aging phenomena, which do not always occur linearly, in an improved form and to increase the forecast quality of a trend analysis or the forecast for the future course of the insulation strength or density course. It can be provided that the historical data analysis is a data analysis which was created in the past for exactly the same electrical energy transmission device. A historical data analysis and a current data analysis can, for example, be displayed in a common graphic representation.
  • Another advantageous embodiment can provide that site-specific climate information is taken into account in the analysis.
  • the data that are recorded at the electrical power transmission device are preferably also provided with a location coordinate in addition to a time stamp. It is therefore possible to supplement the framework conditions or the ambient conditions at the time the data is recorded with climate information and, if necessary, to hide or lower any disturbances that are caused by the climate in the forecast. Thus, for example, fluctuations occurring at certain points can be traced back to climatic events and the output of a warning or the prognosis that a limit value will be reached can be made more precise.
  • this can also be shown converted to a standardized pressure.
  • a conversion to a pressure equivalent at 20 ° C is possible.
  • different normalizations can be used to map or predict the state of the insulation strength of the electrically insulating fluid.
  • Another object is to specify a computer program product which, when the program is executed on a data processing system, is designed to carry out a method according to the steps described above.
  • a computer program product can be used to continuously monitor an electrical energy transmission device. The monitoring can take place at specific time intervals, and the computer program product can run on different computers.
  • a computer cloud can be used to make computing power available in a distributed manner and to be able to carry out the analysis of the data and make a forecast quickly.
  • FIG. 2 is a switching device with parallel connected NEN data suppliers that
  • Figure 3 shows a switching device with data providers that are connected via a multiplexer
  • FIG. 4 shows asymmetrical timing
  • FIG. 5 shows symmetrical timing
  • FIG. 6 shows a chronological sequence of data.
  • FIG. 1 shows an electrical energy transmission device in detail. This is an electrical energy transmission device which transmits a three-phase AC voltage system by means of three phase conductors la, lb, lc.
  • three phase conductors 1 a, 1 b, 1 c are shown symbolically as a single line diagram.
  • Each of the three phase heads la, lb, lc is structured in the same way.
  • a circuit breaker 3a, 3b, 3c is then arranged in the course of the phase conductors la, lb, lc.
  • phase conductors la, lb, lc, disconnectors 2a, 2b, 2c and power switches 3a, 3b, 3c For the electrical insulation of the phase conductors la, lb, lc, disconnectors 2a, 2b, 2c and power switches 3a, 3b, 3c, the use of an electrically insulating fluid is provided.
  • Each of the phase conductors la, lb, lc is assigned a fluid volume which is separated from the fluid volumes of the other phase conductors la, lb, lc. In order to make this separation, the phase conductors la, lb, lc with disconnectors 2a, 2b, 2c and circuit breakers 3a,
  • the encapsulation housings 4a, 4b, 4c are essentially tubular and structurally identical, with an electrically insulating fluid being enclosed in the interior of the respective encapsulation housing 4a, 4b, 4c.
  • the electrically insulating de fluid washes around the phase conductors la, lb, lc and the isolating switches 2a, 2b, 2c and the circuit breakers 3a, 3b, 3c. If necessary, the electrically insulating fluid can also act as an extinguishing gas for switching arcs that may occur.
  • each of the encapsulating housings 4a, 4b, 4c can in turn be subdivided into different sections, so that in addition different insulating gas volumes separated from one another can be arranged consecutively within a phase conductor la, lb, lc.
  • the aging of the electrically insulating fluid can reduce its insulation strength. Aging phenomena can be caused, for example, by arcs or partial discharges, which can occur inside the electrically insulating fluid. Furthermore, the electrically insulating fluid can also volatilize from the encapsulation housing 4a, 4b, 4c. For example, due to the aging of sealants, loss of electrically insulating fluid can occur. Such sealants are for example in the range of To provide flanges 5a, 5b, 5c in order to assemble encapsulating housings 4a, 4b, 4c from several sealed sub-elements.
  • data suppliers 6a, 6b, 6c are attached to the respective encapsulating housing
  • the data suppliers 6a, 6b, 6c determine data about the state of the electrically insulating fluids of the respective encapsulating housing 4a, 4b, 4.
  • the data suppliers 6a, 6b, 6c can preferably be so-called density monitors, which measure the density of the electrically insulating fluids, which in the respective encapsulating housing 4a, 4b,
  • a density monitor has the advantage that regardless of the external surroundings, i.e. H. in particular regardless of the temperature, an image of the insulation strength by the data suppliers 6a, 6b,
  • the data suppliers 6a, 6b, 6c are analogue sensors, which output a proportionally changing electrical variable, for example an electrical current, proportional to the change in the density of the electrically insulating fluid being monitored in an encapsulating housing 4a, 4b, 4c.
  • the data suppliers 6a, 6b, 6c are corresponding converters which convert a density of the electrically insulating medium proportionally into an electrical current, in particular direct current.
  • the three data suppliers 6a, 6b, 6c are supplied with a variable input voltage, for example in the range from 10 to 32 V DC. This voltage supply can, for example, via the first
  • a safety device 9 is in a reverse current line, d. H. in a Sammellei device in which the flows of the data suppliers 6a, 6b, 6c add to each other, arranged.
  • the safety device 9 has a resistor RI and a resistor R2.
  • the maximum current intensity with which the first interface 7 can be applied is normalized via the resistor RI, and overcurrents can be deflected via a second resistor R2, which is connected to ground potential.
  • a flow divider is formed in a simple manner, which represents a safety device 9 for the first interface 7 of the switching device 8.
  • Isolierflui de which are enclosed in an encapsulation housing 4a or encapsulation housing 4b or encapsulation housing 4c, but in the Course of the respective phase conductor la or lb or lc are divided into different sections to monitor.
  • This time signal can be processed in the switching device 8 together with the data supplied by the data supplier 6a, 6b, 6c.
  • Such an asymmetrically distributed clocking has the advantage that an automated or independent restart can take place even if the clock falls out of sync, since due to the asymmetry the respective clock of the first data supplier 6a can be identified due to its increased time interval .
  • symmetrical clocking with regular time intervals can also take place over the sequence of the three data suppliers 6a, 6b, 6c.
  • the data acquired by the switching device 8 about the state of the electrically insulating medium, in particular the insulation strength, are transferred to and received by a processing device.
  • the data recorded by the data suppliers 6a, 6b, 6c can be saved e.g. B. regarding the density of the
  • Data for example, to place coordinates, temperature, atmospheric pressure, time markers, etc. can be made. These possibly supplemented data are transferred directly or indirectly to the processing facility.
  • the processing device can for example comprise a computer cloud or be a local computer.
  • the transferred data are then processed by the processing device and output in a chronological sequence, for example in the form of a diagram in a graphic surface. A corresponding representation is made in FIG.
  • the transferred data are possibly already further processed, converted and prepared for a suitable graphic representation in the processing device. Up to the point in time t1, which represents the current point in time, the previous time course of the density is mapped as an image of the insulation strength in one or in selected gas spaces. Should the data determined by the data suppliers 6a, 6b, 6c already fall below a first
  • the first limit value 12 has a first stage 12a and a second stage 12b.
  • the first level 12a is an alarm level at which a significant loss of density has already been determined.
  • the second stage 12b represents a disturbance stage which already casts doubt on the electrical operational safety of the electrical energy transmission device.
  • the analysis method also provides for a prognosis of the development of the insulation strength / density. This takes into account, for example, how often / intensely switching within an electrically insulating fluid or faults within the electrically insulating fluid have occurred in the past.
  • a leakage rate is known depending on the design of the electrical energy transmission device, which causes a decrease in density and thus the insulation strength of the electrically insulating medium as the age of the electrical energy transmission rate advances .
  • this variable can also be included in the prognosis of the future course of the density development of the electrically insulating medium.
  • the analysis method can perform a mathematical extrapolation of the data already recorded. If necessary, simulation data can also be taken into account through the use of simulation methods in order to map the trend of changes in electrical insulation strength. Physical models are particularly suitable for this.
  • machine learning algorithms i. H. Self-learning algorithms, which draw conclusions about the behavior of the current electrical energy transmission device from a large number of data that are already known, a future density profile of the monitored, electrically insulating medium can be predetermined.
  • Another advantageous embodiment can provide that historical data analyzes of similar electrical energy transmission devices are used.
  • non-linear processes as they can occur again and again in everyday life, can be better taken into account, so that the forecast quality for the insulation strength / the density of the electrically insulating medium can be improved again.
  • the switching device 8 Since the switching device 8 is set up to provide the data it collects with a location coordinate, information about the climatic condition at the respective point in time at which the data is recorded (time marker) can also be determined in a simple manner from databases. For example, information on temperatures or lightning effects in the vicinity of the monitored electrical energy transmission device can be assigned. This makes it possible, for example, to provide data that are taken into account in the forecast with different weightings and thus improve the quality of the forecast.
  • the switching device 8 can be designed as a so-called Internet-of-Things (IoT) gateway, so that, starting from the switching device 8, the data recorded there are transferred to a computer cloud (processing device). and experience processing there.
  • a computer cloud can be, for example, a portable computer which has a graphical surface and thus provides a human-machine interface (HMI).
  • HMI human-machine interface
  • the graphical representation of the density profile already determined and the predicted density profile with corresponding forecasts for reaching the first limit value 12 with its first stage 12a and its second stage 12b can be provided, as shown in FIG. Starting from the current point in time t1, the point in time t2 for an alarm and the points in time t3 for a significant disturbance can be predetermined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

Eine Elektroenergieübertragungseinrichtung mit einer Zustandserfassungsanordnung weist ein Vermittlungsgerät (8) sowie zumindest einen ersten Datenlieferanten (6a) sowie einen zweiten Datenlieferanten (6b) auf. Die beiden Datenlieferanten (6a, 6b) sind mit einer ersten Schnittstelle (7) des Vermittlungsgerätes (8) verbunden.

Description

Beschreibung
Elektroenergieübertragungseinrichtung sowie Analyseverfahren
Die Erfindung betrifft eine Elektroenergieübertragungsein richtung mit einer Zustandserfassungsanordnung aufweisend ein Vermittlungsgerät sowie zumindest einen ersten Datenlieferan ten, welcher mit einer ersten Schnittstelle des Vermittlungs gerätes verbunden ist.
Eine Elektroenergieübertragungseinrichtung dient der Übertra gung elektrischer Energie. Dabei ist bekannt, Elektroenergie übertragungseinrichtungen mit einer Zustandserfassungsanord nung auszustatten, welche ein Vermittlungsgerät sowie zumin dest einen ersten Datenlieferanten aufweist, welcher mit ei ner Schnittstelle des Verbindunggerätes verbunden ist. Mit zunehmender Automatisierung ist es wünschenswert, eine Viel zahl von Informationen von einer Elektroenergieübertragungs einrichtung zu erhalten und diese entsprechend zu verarbei ten. Mit zunehmenden Informationsmengen werden größere Anfor derungen an die Leistungsfähigkeit der Vermittlungsgeräte ge stellt. Entsprechend vergrößert sich der Aufwand für eine verbesserte Informationsbeschaffung an Elektroenergieübertra gungseinrichtungen .
Daher ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine Elektro energieübertragungseinrichtung anzugeben, welche bei einer vergrößerten Anzahl von gelieferten Informationen eine ver besserte Nutzung eines Vermittlungsgerätes ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Elektroenergie übertragungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein zweiter Datenlieferant mit der ersten
Schnittstelle verbunden ist.
Elektroenergieübertragungseinrichtungen sind Einrichtungen, welche der Übertragung elektrischer Energie dienen. Elektro- energieübertragungseinrichtungen sind beispielsweise Trenn schalter, Erdungsschalter, Lastschalter, Leistungsschalter, Messwandler, gasisolierte Schaltanlagen, Freiluftdurchführun gen, Überspannungsableiter, Transformatoren in Freiluftaus führung und Innenraumausführung etc. Getrieben von einer Spannungsdifferenz wird ein elektrischer Strom innerhalb ei nes Phasenleiters geführt. Der Phasenleiter ist dazu entspre chend elektrisch zu isolieren. Die Betriebssicherheit einer Elektroenergieübertragungseinrichtung wird dabei unter ande rem von der Isolationsfestigkeit eines eingesetzten Isolati onsmediums (elektrisch isolierendes Medium) bestimmt. Inso fern ist der Zustand des Isolationsmediums eine bedeutsame Information, um bezüglich der Betriebssicherheit der Elektro energieübertragungseinrichtungen Aussagen zu treffen. Die Isolationsmedien erstrecken sich im Allgemeinen über größere Distanzen, so dass einerseits eine möglichst punktgenaue Überwachung erwünscht ist, jedoch andererseits der Aufwand für eine derartige Überwachung hoch ist. Als Isolationsmedium kommen beispielsweise Fluide zum Einsatz, welche einen Pha senleiter umspülen. Dabei haben sich insbesondere gasförmige Fluide als geeignet erwiesen. Diese sind entsprechend in Kap selungsgehäusen einzuhausen, innerhalb welchen ein Phasenlei ter zumindest teilweise angeordnet ist. Dort umspült das elektrisch isolierende Medium den Phasenleiter und stellt die elektrische Isolation sicher.
Mittels eines ersten Datenlieferanten können Daten über den Zustand des Isoliermediums oder auch andere Zustandsinforma tionen wie beispielsweise Temperaturen, Masseänderungen, Lichtbogenerscheinungen usw. erfasst werden. Bei der Verwen dung eines ersten Datenlieferanten sowie eines zweiten Daten lieferanten sollte vorteilhaft vorgesehen sein, dass die bei den Datenlieferanten, welche mit derselben Schnittstelle ver bunden sind, der Erfassung gleichartiger Zustände (Zu
standsinformation) dienen. So können beispielsweise der erste Datenlieferant sowie der zweite Datenlieferant einer Ermitt lung von Daten bezüglich der Dichte eines elektrisch isolie- renden Mediums dienen. Alternativ können der erste sowie der zweite Datenlieferant auch verschiedene Zustandsinformationen bereitstellen . Es ist beispielsweise auch möglich, dass meh rere Datenlieferanten, die beispielsweise voneinander unab hängig wirkenden elektrisch isolierenden Medien zugeordnet sind, Daten über gleichartige Zustände der jeweiligen Medien an die erste Schnittstelle übertragen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei einer elektrischen Isolation einer Elektroenergieübertragungseinrichtung mehrere voneinander ge schottete elektrisch isolierende Gasräume mit entsprechenden eingeschlossenen elektrisch isolierenden Fluiden zum Einsatz gelangen, wobei die Informationen über der Zustand, insbeson dere die Dichte des elektrisch isolierenden Fluids in vonei nander verschiedenen Gasräumen erfasst werden. Somit können beispielsweise bei mehrphasig ausgebildeten Elektroenergie übertragungseinrichtungen, beispielsweise bei einer DC-Über- tragung ein Phasenleiter zur Hin- und ein Phasenleiter zur Rückleitung eines elektrischen Stroms von dem ersten Daten lieferanten sowie dem zweiten Datenlieferanten überwacht wer den. Bei einem mehrphasigen Wechselspannungssystem können beispielsweise verschiedene Phasen des Wechselspannungssys tems von dem ersten sowie dem zweiten Datenlieferanten über wacht werden. Entsprechend besteht die Möglichkeit, Informa tionen vom ersten Datenlieferanten und zweiten Datenlieferan ten in ein und dieselbe Schnittstelle einzuspeisen und so mehrere Abschnitte zu überwachen.
Das Vermittlungsgerät kann dabei eine erste Schnittstelle und neben der ersten Schnittstelle noch weitere Schnittstellen aufweisen. Somit besteht die Möglichkeit, jeweils eine
Schnittstelle des Vermittlungsgerätes zur Erfassung mehrerer Datenlieferanten einzusetzen und so beispielsweise eine ört liche Aufteilung und/oder eine logische Verknüpfung der ein zelnen Datenlieferanten vorzunehmen. Bei der ersten oder ei ner weiteren Schnittstelle kann es sich um analoge Schnitt stellen oder digitale Schnittstellen handeln. Bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer analogen Schnittstelle vorzuse- hen, um mehrere Datenlieferanten mit ein und derselben analo gen Schnittstelle zu verbinden. Eine Verbindung kann dabei leitungsgebunden oder leitungsfrei vorgenommen werden. Ein Vermittlungsgerät kann beispielsweise in Form eines so ge nannten Daten-Gateways ausgebildet sein, innerhalb welchem die verschiedenartig wirkenden bzw. in verschiedenartigen Formaten bereitgestellte Informationen der Datenlieferanten konzentriert werden. Im Vermittlungsgerät kann eine Vorverar beitung stattfinden, und die von den Datenlieferanten gelie ferten Daten können gegebenenfalls zwischengespeichert und/oder formatiert werden. So ist es beispielsweise möglich, das Vermittlungsgerät als Schnittstelle einzusetzen, und bei spielsweise mit einer Rechnerwolke zu verbinden, um dort Da ten über einen Zustand eines elektrisch isolierenden Fluides verarbeiten zu können. Die Rechnerwolke kann dann beispiels weise als Verarbeitungseinrichtung dienen, um eine weitere Auswertung der gegebenenfalls vorverarbeiteten Daten vorzu nehmen. Weiter kann das Verarbeitungsgerät die gelieferten Daten mit einem Zeitmarker versehen.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Datenlieferant zeitgleich einander ergänzende Daten der ers ten Schnittstelle zur Verfügung stellen.
Die von dem ersten sowie zweiten Datenlieferanten an die ers te Schnittstelle übertragenen Daten können zeitgleich der ersten Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann es dazu kommen, dass diese Daten einander überlagern und in überlagerter Form der ersten Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere bei einer analogen Schnittstel le können die seitens der Datenlieferanten gelieferten analo gen Signale einander ergänzen bzw. kompensieren, so dass eine resultierende Information von erstem und zweitem Datenliefe ranten der ersten Schnittstelle des Vermittlungsgerätes über geben wird. Durch eine entsprechende Auswahl der Grenzwerte kann so sichergestellt werden, dass beispielsweise bei einem Überschreiten eines Grenzwertes zumindest eines der Datenlie- feranten auch nach einer Überlagerung der von den beiden Da tenlieferanten an die erste Schnittstelle gelieferten Infor mationen (Daten) ein Überschreiten des Grenzwertes festge stellt werden kann. Insbesondere bei einer analogen Auswer tung sollte dabei vorgesehen sein, dass gleichartige Informa tionen, welche von dem ersten Datenlieferanten sowie dem zweiten Datenlieferanten geliefert werden, im positiven sowie im negativen Sinne einander ergänzen (gleiche Polarität) und so ein sicheres Auswerten von Störungen der Elektroenergie übertragungseinrichtung gesichert ist.
Beispielsweise können analoge Messwerte, welche von den Da tenlieferanten geliefert werden, phasengleich an die erste Schnittstellte vom ersten sowie vom zweiten Lieferanten über tragen werden. Somit ist ein stetes Addieren der gelieferten Informationen der ersten Schnittstelle sowie der zweiten Schnittstelle ermöglicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass Daten des ersten und des zweiten Datenlieferanten zeitlich getaktet der ersten Schnittstelle zur Verfügung gestellt wer den .
Die vom ersten sowie zweiten Datenlieferanten gelieferten Da ten können zeitlich getaktet der ersten Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise können aufeinander folgend die Informationen des ersten sowie zweiten Datenlie feranten an die erste Schnittstelle übertragen werden. So wird eine Überlagerung der von den Datenlieferanten an die selbe Schnittstelle gelieferten Informationen vermieden. Bei spielsweise kann dies derart erfolgen, dass über einen Multi plexer ein zeitlich verteiltes Zuordnen von Informationen des ersten Datenlieferanten sowie des zweiten Datenlieferanten auf die Schnittstelle erfolgt. Statt eines Multiplexers kann ein Takten auch durch die Datenlieferanten selbst erfolgen. Um ein Identifizieren der Daten zu ermöglichen und den Daten verarbeitungsaufwand gering zu halten (unabhängig davon, wie die Taktung erfolgt), kann ein Zeitsignal der jeweiligen In formation von dem ersten Datenlieferanten oder von dem zwei ten Datenlieferanten zugeordnet werden und dieses Zeitsignal auch an übergeordnete Verarbeitungseinrichtungen übertragen werden, so dass eine zeitliche Aufschlüsselung der vom ersten sowie zweiten Datenlieferanten gelieferten Informationen mög lich ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine zeitliche Taktung der Daten von erstem und zweitem Da tenlieferanten asymmetrisch verteilt erfolgt.
Neben einem symmetrischen Takten, d. h. den Daten jedes Da tenlieferanten wird ein gleichgroßes Zeitfenster zur Übertra gung an die erste Schnittstelle zur Verfügung gestellt, kann auch ein asymmetrisches Takten vorgesehen sein. D. h. einer der Datenlieferanten erhält ein abweichendes Zeitintervall zugewiesen. Der/die andere (n) Datenlieferant ( en) können je weils gleiche Zeitfenster zugeteilt bekommen. Somit ist es möglich, aus einer Sequenz von Informationen von Datenliefe ranten, die zeitlich getaktet sind, einen Startpunkt zu iden tifizieren und auch bei einem Außer-Takt-Fallen des Systems ein automatisiertes Zurücksetzen vorzunehmen, um z. B. einen Neuanlauf des Systems auslösen zu können. Weiterhin kann durch die asymmetrischen Taktungen auch ein regelmäßiges Überprüfen und Abgleichen der übertragenen Informationen er folgen, da der abweichende Zeittakt als PrüfInformation ge nutzt werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste und der zweite Datenlieferant über eine gemeinsame Leitung an das Vermittlungsgerät angeschlossen sind, wobei eine Sicherungseinrichtung in der gemeinsamen Leitung ange ordnet ist. Bei dem Anschluss mehrerer Datenlieferanten an ein und die selbe Schnittstelle, insbesondere an einer analogen Schnitt stelle, kann durch die Überlagerung mehrerer von den Daten lieferanten gelieferter Signale z. B. bei einer zeitgleichen Übertragung oder bei einer fehlerhaften Taktung eine elektri sche Überlastung der Leitung erfolgen. Insbesondere bei einer zeitgleichen Übertragung und einer parallelen Anordnung einer Vielzahl von Datenlieferanten an ein und derselben Schnitt stelle, können die zulässigen Belastungswerte hinsichtlich einer Stromstärke auf der gemeinsamen Leitung überschritten werden. Mittels einer entsprechenden Sicherungseinrichtung besteht die Möglichkeit, eine elektrische Überlastung der Leitung zu verhindern und einer Beschädigung der Leitung vor zubeugen .
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Sicherungs einrichtung einen Stromteiler aufweist.
Das von den Datenlieferanten an das Vermittlungsgerät jeweils übertragene Signal kann die Form eines variablen elektrischen Stroms aufweisen. Durch eine Addition von Strömen kann es da bei unter Umständen zu einer Überlastung einer elektrischen Leitung kommen. Durch Nutzung entsprechender Widerstände kann eine Begrenzung des maximal in die Schnittstelle einzuspei senden Stroms vorgenommen werden. Damit erfolgt eine Normie rung der höchst zulässigen Stromstärke an der ersten Schnitt stelle, die beispielsweise eine analoge Schnittstelle ist. Vorteilhaft sollte der Stromteiler derart ausgelegt sein, dass bei einem Ansprechen eines einzigen Datenlieferanten dessen volle Bandbreite hinsichtlich der gelieferten Ein gangsströme zugelassen ist. Insbesondere bei einer elektri schen Parallelschaltung mehrerer Datenlieferanten, beispiels weise Dichtesensoren, kann so eine Überlastung der ersten Schnittstelle verhindert werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste und der zweite Datenlieferant Zustandsformationen über ein elektrisch isolierendes Medium liefern.
Insbesondere Zustandsinformationen über ein Isolationsmedium sind wichtige Eckpunkte für eine Beschreibung der Betriebssi cherheit einer Elektroenergieübertragungseinrichtung. Bei spielsweise kann die Temperatur des Isolationsmediums oder die Dichte des Isolationsmediums darüber Auskunft geben, ob die Isolationsfestigkeit desselben noch gegeben ist. Insbe sondere bei fluiden Isolationsmedien gestattet die Dichte ei nen hinreichenden Aufschluss über die Isolationsfestigkeit. Über die Dichte ist eine temperatur- und druckunabhängige In formation über die Isolationsfestigkeit des Isoliermediums ermöglicht. Gegebenenfalls kann auch eine normierte Erfassung des Druckes bezogen auf eine normierte Temperatur (zum Bei spiel 20° C Umgebungstemperatur) erfolgen, so dass auch so eine Auskunft über die Isolationsfestigkeit des Isoliermedi ums getroffen werden kann.
So ist es beispielsweise möglich, die Dichte eines Isolierme diums mit mehreren Datenlieferanten zu erfassen, so dass zum einen beispielsweise ein redundantes System ausgebildet wer den kann, in dem mehrere Datenlieferanten dasselbe elektrisch isolierende Medium überwachen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass verschiedene Isoliermedien bzw. voneinander sepa rierte Isoliermedien von verschiedenen Dichtlieferanten über wacht werden und deren Informationen an ein und dieselbe Schnittstelle des Vermittlungsgerätes übergeben werden. So ist es beispielsweise möglich, verschiedene Phasenleiter, die unabhängig voneinander mittels jeweils eines Isoliermediums elektrisch isoliert werden, hinsichtlich ihrer Isolationsfes tigkeit durch verschiedene Datenlieferanten zu überwachen, und diese Informationen in ein und dieselbe Schnittstelle einzuspeisen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn ein mehrphasiges Elektroenergieübertragungssystem verwendet wird, deren mehrere Phasen von getrennten Isoliermedien elektrisch isoliert werden. In diesem Fall ist bereits der Ausfall bzw. die Beeinträchtigung einer Isolierfestigkeit an einer der Phasen ein hinreichendes Kriterium, um die Übertragungssi cherheit des gesamten mehrphasigen Wechselspannungssystems in Frage zu stellen. Alternativ können auch entlang ein und des selben Phasenleiters mehrere mit voneinander individuell wirkendenden Isolationsmedien Verwendung finden, die jeweils ihrerseits abschnittsweise von einem separaten Datenlieferan ten überwacht werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, in geeigneter Wei se ein Analyseverfahren zum Zustand eines elektrisch isolie renden Mediums einer Elektroenergieübertragungseinrichtung anzugeben, welches kostengünstig einfache Aussagen über den Zustand des elektrisch isolierenden Mediums trifft.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Analyseverfahren des Zustands eines elektrisch isolierenden Mediums einer Elektroenergieübertragungseinrichtung dadurch gelöst, dass Daten über den Zustand, insbesondere der Isolationsfestigkeit eines elektrisch isolierenden Fluids von einer Verarbeitungs einrichtung empfangen werden, dass die übergebenen Daten ver arbeitet und in einer zeitlichen Reihung ausgegeben werden und bei einem Erreichen zumindest eines ersten Grenzwertes und/oder einem prognostizierten Erreichen zumindest eines ersten Grenzwertes eine Warnung ausgegeben wird.
Ein elektrisch isolierendes Medium stellt die elektrische Isolation eines Phasenleiters sicher. Abhängig von äußeren Einflüssen kann die Isolationsfestigkeit des elektrisch iso lierenden Mediums beeinträchtigt werden. Beispielsweise kön nen Verschmutzungen an Feststoffisolatoren oder fluiden Iso liermedien deren Isolationsfestigkeit herabsetzen. Aber auch der Verlust von Isolationsmedien, beispielsweise durch Un dichtigkeiten an Behältern, welche ein fluides Isolationsme dium einhausen, oder auch durch Abrasion an Feststoffisolato ren können zu Einschränkungen hinsichtlich der Isolationsfes- tigkeit führen. Daten über den Zustand, insbesondere die Iso lationsfestigkeit eines elektrisch isolierenden Fluides z. B. repräsentiert durch eine Dichte, werden beispielsweise durch Datenlieferanten einem Vermittlungsgerät zur Verfügung ge stellt. Über das Vermittlungsgerät kann eine Normierung und eine Übertragung von Daten an eine Verarbeitungseinrichtung erfolgen. Der Verarbeitungseinrichtung werden die Daten ent weder mittelbar oder unmittelbar von dem Vermittlungsgerät zugeführt, so dass die Verarbeitungseinrichtung eine Verar beitung der Daten über den Zustand des elektrisch isolieren den Mediums vornehmen kann. Insbesondere kann eine zeitliche Reihung der übergebenen und/oder verarbeiteten Daten vorge nommen werden. So ist es beispielsweise möglich, einen zeit lichen Verlauf der Änderungen der übergebenen bzw. der verar beiteten Daten und den zeitlichen Verlauf der übergebenen bzw. verarbeiteten Daten darzustellen. Eine zeitliche Zuord nung der Daten kann beispielsweise in einer Vermittlungsein richtung erfolgen, von welcher direkt oder indirekt Daten übergeben werden. Durch Nutzung eines ersten Grenzwertes be steht die Möglichkeit, bei einem Erreichen desselben durch die übergebenen Daten oder die verarbeiteten Daten eine War nung auszugeben. Neben dem Erreichen des Grenzwertes durch die übergebenen bzw. die verarbeiteten Daten selbst kann auch ein prognostiziertes Erreichen des ersten Grenzwertes ermit telt werden und auch bei einem Erreichen des ersten Grenzwer tes durch die prognostizierten Daten eine Warnung ausgegeben werden. Insbesondere bei einem prognostizierten Erreichen ei nes Grenzwertes, dessen Zeitpunkt weit in der Zukunft liegt, kann die Äbgabe einer Warnung unterdrückt werden. So ist es beispielsweise möglich, einen Zeitraum zu definieren, inner halb welchem ein prognostiziertes Erreichen eines Grenzwertes liegen muss, um eine Warnung abzugeben. Beispielsweise kann dieser Zeitraum mehrere Tage, z. B. mehrere 10 Tage, wie 90 Tage vom jeweiligen aktuellen Datum in der Zukunft liegen. Die übergebenen bzw. verarbeiteten Daten können zeitlich auf einander folgend dargestellt werden. Beispielsweise können zu bestimmten Zeitpunkten bestimmte Zustandsinformationen darge- stellt werden, so dass eine Änderung im zeitlichen Verlauf erkennbar wird. So ist es beispielsweise möglich, den Verlauf der Isolationsfestigkeit des elektrisch isolierenden Fluides darzustellen und aufgrund der übergebenen Daten eine Prognose für die Zukunft zu treffen, wie sich in zeitlicher Äbfolge z. B. die Dichte des elektrisch isolierenden Fluides verän dern wird.
Bevorzugt kann eine graphische Darstellung zur Ausgabe der zeitlichen Reihung vorgesehen sein. Bedarfsweise können ver schiedene zeitliche Perioden dargestellt werden: z. B. vorde finierte Zeiträume, Woche, Monat Jahr oder eine freie Defini tion der gewünschten Periode.
Die von der Verarbeitungseinrichtung empfangenen sowie verar beiteten Daten sind lokal speicherbar und auch weiter nutz bar. Bevorzugt liegen die Daten in einer Rechnerwolke vor, so dass ein vereinfachter Zugang zu diesen gewährleistet ist.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass den Daten der zeitlichen Reihung eine Ortskoordinate zugeordnet ist.
Neben einer Information über die Dichte des elektrisch iso lierenden Fluides kann den Daten der zeitlichen Reihung eine Ortskoordinate zugeordnet sein. Diese Zuordnung kann bereits in den übergebenen Daten, beispielsweise in den von einem Vermittlungsgerät übergebenen Daten, enthalten sein, so dass eine eindeutige örtliche Identifikation der Daten ermöglicht ist. Dies ermöglicht es beispielsweise, weitere Informatio nen, insbesondere hinsichtlich einer Prognose der Entwicklung der Dichte des elektrisch isolierenden Fluids vornehmen zu können. Beispielsweise können den Ortskoordinaten entspre chende klimatische Zustände wie z. B. Temperaturen zum Zeit punkt der Erfassung der Daten, Witterungserscheinungen wie Blitzeinschläge oder ähnliches zugeordnet und bei der Progno se berücksichtigt werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der erste Grenzwert eine erste und eine zweite Stufe auf weist.
Der erste Grenzwert kann eine erste Stufe sowie eine zweite Stufe aufweisen. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Festlegung der Stufen bei Erreichen der ersten Stufe eine Warnung erfolgen, wohingegen bei Erreichen einer zweiten Stu fe neben der Warnung beispielsweise eine Handlungsanweisung abgegeben werden kann. So ist es beispielsweise möglich, le diglich beim Erreichen der ersten Stufe eine Warnung zu ge ben, um beispielsweise eine erhöhte Beobachtung vorzunehmen, wohingegen bei Erreichen der zweiten Stufe eine Außerbetrieb setzung ausgelöst werden kann. Durch die Zweistufigkeit wird die Möglichkeit gegeben, vorbeugende Maßnahmen einzuleiten, um einem Erreichen der zweiten Stufe vorzubeugen. So ist es beispielsweise möglich, durch eine Prognose der zweiten Stufe ein Zeitfenster vorherzusagen, innerhalb welchem eine Repara tur oder Wartung der überwachten Elektroenergieüberwachungs einrichtung vorzusehen ist. Bedarfsweise können sowohl für eine Ausgabe von Prognosen der Erreichung der ersten und zweiten Stufe Zeitfenster festgelegt werden. Bedarfsweise können mit Erreichen des Stufengrenzwertes z. B. Checklisten, Schulungsvideos etc. bereitgestellt werden, welche notwendige Handlungsanweisungen für den Betreiber enthalten.
Durch eine Verknüpfung von Ortskoordinaten können darüber hinaus (über das jeweilige lokale Ereignis) für eine Gruppe von Abschnitten der Elektroenergieübertragungsanlage weiter gehende Handlungsanweisungen zur Verfügung gestellt werden.
So kann beispielsweise bei einem lokalen Ereignis in einer Schaltstation eine situationsabhängige Wartung für die gesam te Schaltstation ausgelöst werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Prognose der Entwicklung der Isolationsfestigkeit unter Berücksichtigung von Schaltvorgängen der Elektroenergieüber tragungseinrichtung erfolgt.
Durch Schaltvorgänge der Elektroenergieübertragungseinrich tung kann das elektrisch isolierende Medium in seinen Isolie reigenschaften verändert werden. Bei einer entsprechend häu figen Vornahme von Schalthandlungen der Elektroenergieüber tragungseinrichtung ist beispielsweise eine schnellere Alte rung des elektrisch isolierenden Fluides zu erwarten. Auf grund der Art und Weise der Schaltvorgänge bzw. der Häufig keit oder auch der Intensität der Schaltvorgänge können Rück schlüsse auf Veränderungen des elektrisch isolierenden Flui des geschlossen werden, so dass beispielsweise bei der Prog nose der Erreichung von Grenzwerten die Ursache Berücksichti gung finden kann bzw. die zukünftig erwarteten Schalthandlun gen in die Prognose einfließen können, so dass eine genauere Vorhersage der Erreichung des ersten Grenzwertes bzw. der beiden Stufen des ersten Grenzwertes getroffen werden kann.
Je nach tatsächlich auftretenden Schalthandlungen kann die Prognose entsprechend überprüft und angepasst werden.
Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine erwartete Än derung der Isolationsfestigkeit innerhalb eines bestimmten Zeitraumes hinterlegt ist.
Durch natürliche Alterung des elektrisch isolierenden Fluides kann sich die Isolationsfestigkeit desselben ändern. Bei spielsweise kann ein natürliches Verflüchtigen des elektrisch isolierenden Fluides auftreten. Dies führt zu einer erwarte ten Dichteänderung innerhalb eines bestimmten Zeitraumes. Zur Korrektur bzw. zur Bewertung des Zustandes des elektrisch isolierenden Fluides kann diese erwartete Dichteänderung Be rücksichtigung finden. So ist es beispielsweise möglich, die erwartete Dichteänderung zu hinterlegen und die erwartete Dichteänderung mit der tatsächlich auftretenden Dichteände rung während eines bestimmten Zeitintervalls zu vergleichen. Entsprechend lassen sich Rückschlüsse darauf ziehen, ob es sich um eine erwartete Dichteänderung oder eine störungsbe dingte Dichteänderung handelt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Prognose durch mathematische Extrapolation und/oder durch Simulationsdaten und/oder durch Machine Learning und/oder physikalische Modelle erfolgt.
Eine Prognose des zukünftigen Verlaufes z. B. der Dichte in nerhalb von zukünftigen Zeitintervallen kann mittels mathema tischer Extrapolation erfolgen. Dies ist in einem einfachen Falle möglich, indem der Trend aus den bereits bekannten Da ten erfasst und eine Prognose extrapoliert wird.
Bevorzugt sollten dazu zumindest Daten/Messwerte aus wenigs tens 30 Tagen, insbesondere 90 Tagen vorliegen, wobei zumin dest ein Messwert pro Tag vorliegen sollte. Weiterhin kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Simulation z. B. des Dichteverlaufes vorgenommen wird. Zur Bestimmung des zukünf tigen Dichteverlaufes können auch physikalische Modelle her angezogen werden, welche unter Berücksichtigung der Konfigu ration der Elektroenergieübertragungseinrichtung sowie der physikalischen Eigenschaften des eingesetzten elektrisch iso lierenden Fluids eine genauere Vorhersage des Dichteverlaufes ermöglichen. Eine Nutzung von Machine-Learning-Algorithmen kann zur Prognoseerzeugung ebenfalls eingesetzt werden. Bei spielsweise eignet sich in diesem Fall besonders ein neurona les Netz mit Gedächtnis (rekurrentes neuronales Netz (RNN) ) mit Long-Short-Term-Memory (LSTM-Zellen) , welches anhand der Datenhistorie trainiert und in ein hinreichend genaues Vor hersagemodell (Prognose) überführt werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass Daten, welche zu bestimmten Intervallzeitpunkten ermittelt wurden, zur Trendanalyse herangezogen werden. Im Allgemeinen stellt eine Änderung der Isolationsfestigkeit eines elektrisch isolierenden Mediums einen langfristigen Ef fekt dar. Entsprechend ist die Ermittlung der Daten zu ver gleichsweise weit auseinander liegenden Zeitpunkten möglich. Eine Bestimmung der Intervallzeitpunkte kann dabei beispiels weise in Tagen- oder Wochenabständen bestehen. Gegebenenfalls können auch die äußeren Einflüsse, beispielsweise die Jahres zeit herangezogen werden, um lediglich Daten, welche zu In tervallzeitpunkten ermittelt wurden, welche vergleichbare Um gebungsbedingungen aufweisen, berücksichtigt werden. So ist es beispielsweise möglich, lediglich Daten heranzuziehen, welche zu bestimmten Tageszeiten, z. B. in der Nacht oder bei gleichartigen Belastungen der Elektroenergieübertragungsein richtung oder zu gleichen Jahreszeiten auftreten. Damit ist es möglich, eine Auswahl von Daten für die Prognose zu tref fen und Fehlergrößen in einfacher Weise zu eliminieren, indem beispielsweise Einflüsse klimatischer Schwankungen von vorn herein reduziert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine historische Datenanalyse bei einem Vergleich berücksich tigt wird.
Neben den für die jeweilige Elektroenergieübertragungsein richtung ermittelten Daten können historische Datenanalysen verwendet werden, die beispielsweise zu anderen Elektroener gieübertragungseinrichtungen gleicher oder ähnlicher Bauart bereits Vorlagen. So ist es beispielsweise möglich, bestimmte Alterungserscheinungen, welche nicht immer linear auftreten, in verbesserter Form zu bewerten und eine Trendanalyse bzw. die Prognose für den zukünftigen Verlauf der Isolationsfes tigkeit bzw. Dichteverlauf in ihrer Vorhersagequalität zu er höhen. Es kann vorgesehen sein, dass es sich bei der histori schen Datenanalyse um eine Datenanalyse handelt, welche in der Vergangenheit genau für die gleiche Elektroenergieüber tragungseinrichtung erstellt wurde. Eine historische Datenanalyse und eine aktuelle Datenanalyse können beispielsweise in einer gemeinsamen graphischen Dar stellung angezeigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ortsspezifische Klimainformationen bei der Analyse berück sichtigt werden.
Die Daten, die an der Elektroenergieübertragungseinrichtung erfasst werden, sind neben einem Zeitstempel vorzugsweise auch mit einer Ortskoordinate versehen. Somit ist es möglich, die Rahmenbedingungen bzw. die Umgebungsbedingungen zum Zeit punkt der Erfassung der Daten mit Klimainformationen zu er gänzen und gegebenenfalls auftretende Störungen, welche kli matisch bedingt sind, in der Prognose beispielsweise auszu blenden bzw. geringer zu werten. Somit können beispielsweise zeitweise punktuell auftretende Schwankungen auf Klimaereig nisse zurückgeführt werden und so die Abgabe einer Warnung bzw. die Prognose eines Erreichens eines Grenzwertes genauer gestaltet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Darstellung in Form eines normierten Druckes erfolgt.
Neben einer Anzeige der Dichte bzw. einer Änderung der Dichte zur Abbildung der Isolationsfestigkeit kann diese auch auf einen normierten Druck umgerechnet dargestellt werden. Hier bietet sich beispielsweise eine Umrechnung auf ein Druckäqui valent bei 20° C an. Je nach Bedarf können so verschiedene Normierungen verwendet werden, um den Zustand der Isolations festigkeit des elektrisch isolierenden Fluides abzubilden bzw. zu prognostizieren.
Eine weitere Aufgabe ist die Angabe eines Computerprogramm produktes, welches bei Ausführung des Programms auf einem Da tenverarbeitungssystem dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach den vorstehend beschriebenen Schritten auszuführen. Mittels eines Computerprogrammproduktes kann eine kontinuier liche Überwachung einer Elektroenergieübertragungseinrichtung vorgenommen werden. Die Überwachung kann in bestimmten Zeit intervallen erfolgen, wobei das Computerprogrammprodukt auf verschiedenen Computern verteilt ablaufen kann. Beispielswei se bietet sich die Nutzung einer Rechnerwolke an, um Rechen leistungen verteilt bereitzustellen und ein schnelles Durch führen der Analyse der Daten und Abgabe einer Prognose vor nehmen zu können.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche matisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher be schrieben. Dabei zeigt die
Figur 1 eine Elektroenergieübertragungseinrichtung, die
Figur 2 ein Vermittlungsgerät mit parallel angeschlosse nen Datenlieferanten, die
Figur 3 ein Vermittlungsgerät mit Datenlieferanten, die über einen Multiplexer angeschlossen sind, die
Figur 4 eine asymmetrische Taktung, die Figur 5 eine symmetrische Taktung, und die
Figur 6 eine zeitliche Reihung von Daten.
Die Figur 1 zeigt eine Elektroenergieübertragungseinrichtung im Ausschnitt. Dabei handelt es sich um eine Elektroenergie übertragungseinrichtung, welche ein dreiphasiges Wechselspan nungssystem mittels dreier Phasenleiter la, lb, lc überträgt. In der Figur 1 sind drei Phasenleiter la, lb, lc symbolisch als Single-Line-Diagramm abgebildet. Jeder der drei Phasen leiter la, lb, lc ist dabei gleichartig aufgebaut. Im Verlauf der Phasenleiter la, lb, lc ist jeweils ein Trennschalter 2a, 2b, 2c angeordnet. Darauffolgend ist im Verlauf der Phasen leiter la, lb, lc jeweils ein Leistungsschalter 3a, 3b, 3c angeordnet. Zur elektrischen Isolation der Phasenleiter la, lb, lc, Trennschalter 2a, 2b, 2c sowie Leistungsschalter 3a, 3b, 3c ist die Verwendung eines elektrisch isolierenden Flui des vorgesehen. Dabei ist jedem der Phasenleiter la, lb, lc ein Fluidvolumen zugeordnet, welches von den Fluidvolumina der jeweils anderen Phasenleiter la, lb, lc separiert ist. Um diese Separation vorzunehmen, sind die Phasenleiter la, lb, lc mit Trennschaltern 2a, 2b, 2c und Leistungsschaltern 3a,
3b, 3c jeweils innerhalb eines Kapselungsgehäuses 4a, 4b, 4c angeordnet .
Die Kapselungsgehäuse 4a, 4b, 4c sind dabei im Wesentlichen rohrförmig und baugleich ausgebildet, wobei im Inneren des jeweiligen Kapselungsgehäuses 4a, 4b, 4c ein elektrisch iso lierendes Fluid eingeschlossen ist. Das elektrisch isolieren de Fluid umspült die Phasenleiter la, lb, lc sowie die Trenn schalter 2a, 2b, 2c und die Leistungsschalter 3a, 3b, 3c. Ge gebenenfalls kann das elektrisch isolierende Fluid auch als Löschgas für gegebenenfalls auftretende Schaltlichtbögen die nen. Bedarfsweise kann jedes der Kapselungsgehäuse 4a, 4b, 4c wiederum in unterschiedliche Abschnitte unterteilt sein, so dass zusätzlich im Verlauf innerhalb jeweils eines Phasenlei ters la, lb, lc aufeinanderfolgend verschiedene voneinander geschottete Isoliergasvolumina angeordnet sein können.
Durch Alterungserscheinungen des elektrisch isolierenden Flu ides kann sich die Isolationsfestigkeit desselben reduzieren. Alterungserscheinungen können beispielsweise durch Lichtbögen oder Teilentladungen hervorgerufen werden, welche im Innern des elektrisch isolierenden Fluides auftreten können. Des Weiteren kann auch ein Verflüchtigen des elektrisch isolie renden Fluides aus dem Kapselungsgehäuse 4a, 4b, 4c erfolgen. Beispielsweise können aufgrund der Alterung von Dichtmitteln Verlustigkeiten von elektrisch isolierendem Fluid auftreten. Derartige Dichtmittel sind beispielsweise im Bereich von Flanschen 5a, 5b, 5c vorzusehen, um Kapselungsgehäuse 4a, 4b, 4c aus mehreren gedichteten Teilelementen zusammenzufügen.
Zur Überwachung des elektrisch isolierendem Fluides sind Da tenlieferanten 6a, 6b, 6c an dem jeweiligen Kapselungsgehäuse
4a, 4b, 4c angeordnet. Die Datenlieferanten 6a, 6b, 6c ermit teln Daten über den Zustand des elektrisch isolierenden Flui des des jeweiligen Kapselungsgehäuses 4a, 4b, 4. Bevorzugt können die Datenlieferanten 6a, 6b, 6c so genannte Dichte wächter sein, welche die Dichte der elektrisch isolierenden Fluide, welche in dem jeweiligen Kapselungsgehäuses 4a, 4b,
4c eingeschlossen sind, überwachen. Ein Dichtewächter bietet den Vorteil, dass unabhängig von den äußeren Umgebungen, d. h. insbesondere unabhängig von der Temperatur, ein Abbild der Isolationsfestigkeit durch die Datenlieferanten 6a, 6b,
6c gewonnen werden kann.
Bevorzugt sind die Datenlieferanten 6a, 6b, 6c analoge Senso ren, welche proportional zur Änderung der Dichte des jeweils überwachten elektrisch isolierenden Fluides in einem Kapse lungsgehäuse 4a, 4b, 4c eine sich proportional ändernde elektrische Größe, beispielsweise einen elektrischen Strom, abgeben. Die Datenlieferanten 6a, 6b, 6c sind entsprechende Wandler, welche eine Dichte des elektrisch isolierenden Medi ums proportional in einen elektrischen Strom, insbesondere Gleichstrom, wandeln.
In der Figur 2 ist ein Anschluss der Datenlieferanten 6a, 6b,
6c an eine erste Schnittstelle 7 eines Vermittlungsgerätes 8 symbolisch dargestellt. Die drei Datenlieferanten 6a, 6b, 6c werden mit einer variablen Eingangsspannung, beispielsweise im Bereich von 10 bis 32 V Gleichspannung versorgt. Diese Spannungsversorgung kann beispielsweise über die erste
Schnittstelle 7 des Vermittlungsgerätes 8 bereitgestellt wer den. Die drei Datenlieferanten 6a, 6b, 6c sind elektrisch pa rallel mit der ersten Schnittstelle 7 des Vermittlungsgerätes 8 verbunden. Somit ist ein erster Datenlieferant 6a mit der ersten Schnittstelle 7 verbunden und ein zweiter Datenliefe rant 6b ist mit der ersten Schnittstelle 7 verbunden. Weiter hin ist ein dritter Datenlieferant 6c mit der ersten Schnitt stelle 7 verbunden. Sämtliche der Datenlieferanten 6a, 6b, 6c liefern parallel ihre Messwerte in Form eines elektrischen Stromes an ein und dieselbe erste Schnittstelle 7. Dabei sind die Datenlieferanten 6a, 6b, 6c derart gestaltet, dass sich die abgegebenen Ströme polaritätsgleich addieren. Somit ist sichergestellt, dass keine Neutralisierung von Messströmen der Datenlieferanten 6a, 6b, 6c erfolgt.
Um einer Überlastung der ersten Schnittstelle 7 des Vermitt lungsgerätes 8 entgegenzuwirken, ist eine Sicherungseinrich tung 9 in eine Rückstromleitung, d. h. in einer Sammellei tung, in welcher die Ströme der Datenlieferanten 6a, 6b, 6c einander addieren, angeordnet. Die Sicherungseinrichtung 9 weist dabei einen Widerstand RI sowie einen Widerstand R2 auf. Über den Widerstand RI wird die maximale Stromstärke, mit welcher die erste Schnittstelle 7 beaufschlagt werden kann, normiert, wobei über einen zweiten Widerstand R2, wel cher gegen Erdpotential verschaltet ist, Überströme abgelenkt werden können. So ist in einfacher Weise ein Stromteiler ge bildet, welcher eine Sicherungseinrichtung 9 für die erste Schnittstelle 7 des Vermittlungsgerätes 8 darstellt.
Bei einem Anschluss von mehreren Datenlieferanten 6a, 6b, 6c an eine gemeinsame erste Schnittstelle 7 ist ein zeitgleiches Liefern von Daten durch alle Datenlieferanten 6a, 6b, 6c an die erste Schnittstelle 7 vorgesehen. Dabei ergänzen die ge lieferten Daten der Datenlieferanten 6a, 6b, 6c einander. So mit ist es möglich, bei Überschreiten eines bestimmten Grenz wertes auf eine Störung bzw. eine Veränderung der Isolations festigkeit/der Dichte eines elektrisch isolierenden Fluides in den Kapselungsgehäusen 4a, 4b, 4c Rückschlüsse zu ziehen. Eine individuelle Überwachung der Kapselungsgehäuse 4a, 4b,
4c erfolgt jedoch nicht. Vielmehr ist hier eine kostengünsti ge Lösung geschaffen, um über eine einzige Schnittstelle 7 an einem Vermittlungsgerät 8 mehrere Kapselungsgehäuse 4a, 4b,
4c bzw. darin eingeschlossene elektrisch isolierende Fluide zu überwachen. Somit kann unter Verwendung von kostengünsti gen Vermittlungsgeräten 8 eine vergrößerte Anzahl von
elektrisch isolierenden Fluiden, welche in verschiedenen Kap selungsgehäusen 4a, 4b, 4c eingeschlossen sind, überwacht werden .
Neben der in der Figur 1 gezeigten Überwachung von elektrisch isolierenden Fluiden, die verschiedene Phasen la, lb, lc elektrisch isolieren, kann auch vorgesehen sein, Isolierflui de, welche in einem Kapselungsgehäuse 4a oder Kapselungsge häuse 4b oder Kapselungsgehäuse 4c eingeschlossen sind, je doch im Verlauf des jeweiligen Phasenleiters la oder lb oder lc in unterschiedliche Abschnitte unterteilt sind, zu überwa chen .
Das Vermittlungsgerät 8 wie aus der Figur 1 bekannt, kann mehrere Schnittstellen aufweisen. Somit können jeweils Grup pen von Datenlieferanten 6a, 6b, 6c einer gemeinsamen
Schnittstelle 7 zugeordnet werden. Bevorzugt sind die
Schnittstellen als analoge Schnittstellen ausgebildet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass es sich um digitale Schnittstellen handelt. Die Anzahl von Schnittstellen, sowohl analoge als auch digitale Schnittstellen oder mehrere Arten von Schnittstellen kann an einem Vermittlungsgerät 8 je nach Bedarf und Rechenkapazität ausgelegt sein.
Dem Vermittlungsgerät 8 sollte weiterhin eine Einrichtung zur Erfassung einer Ortskoordinate zugeordnet sein, so dass eine räumliche Zuordnung der zu den jeweiligen Schnittstellen ge lieferten Informationen im Vermittlungsgerät 8 erfolgen kann. So ist es beispielsweise möglich, von den Datenlieferanten 6a, 6b, 6c gelieferte Daten in dem Vermittlungsgerät 8 mit Ortsinformationen zu kombinieren. Bedarfsweise kann auch die jeweilige Temperatur vor Ort, insbesondere an dem Vermitt lungsgerät 8 erfasst und ebenfalls mit den von den Datenlie- feranten 8a, 8b, 8c gelieferten Daten kombiniert werden. Wei ter können in dem Vermittlungsgerät 8 den von den Datenliefe ranten 6a, 6b, 6c gelieferten Daten Zeitmarker zugeordnet werden .
Eine komfortablere Methode des Ansteuerns von Datenlieferan ten 6a, 6b, 6c ist in der Figur 3 gezeigt. Auch dort sind ein erster Datenlieferant 6a, ein zweiter Datenlieferanten 6b so wie ein dritter Datenlieferanten 6c mit dem aus der Figur 1 bekannten Vermittlungsgerät 8 verbunden. Auch hier weist das Vermittlungsgerät 8 eine erste Schnittstelle 7 auf. Die erste Schnittstelle 7 ist auch in diesem Falle eine analoge
Schnittstelle. Die Datenlieferanten 6a, 6b, 6c sind wiederum parallel an die erste Schnittstelle 7 des Vermittlungsgerätes 8 angeschlossen. Jedoch ist nunmehr der Einsatz eines Multi plexers 10 vorgesehen, welcher über eine Uhr 11 eine Taktung ermöglicht. Über den Multiplexer 10 kann je nach gewünschten Zeitintervallen ein wechselndes Durchsteuern jeweils eines der Datenlieferanten 6a, 6b, 6c zu der ersten Schnittstelle 7 vorgenommen werden. Somit ist es möglich, unter Berücksichti gung des von der Uhr 11 des Multiplexers 10 aufgeprägten Tak tes eine individuelle Auflösung der von jedem einzelnen Da tenlieferanten 6a, 6b, 6c gelieferten Daten vorzunehmen. Ent sprechend kann das Zeitsignal der Uhr 11 des Multiplexers 10 mit einer asymmetrischen Taktung versehen sein, d. h. wie in der Figur 4 gezeigt, kann beispielsweise für den ersten Da- tentlieferanten 6a ein größeres Zeitfenster bereitgestellt werden als für den zweiten und dritten Datenlieferanten 6a,
6b, 6c. Dieses Zeitsignal kann gemeinsam mit den von dem Da tenlieferanten 6a, 6b, 6c gelieferten Daten in dem Vermitt lungsgerät 8 verarbeitet werden. Eine derartige asymmetrisch verteilte Taktung weist den Vorteil auf, dass auch bei einem Außer-Takt-Fallen ein automatisiertes bzw. selbständiges Neu starten erfolgen kann, da aufgrund der Asymmetrie eine Iden tifizierung des jeweiligen Taktes des ersten Datenlieferanten 6a aufgrund seines vergrößerten Zeitintervalls vorgenommen werden kann. Alternativ kann, wie in der Figur 5 gezeigt, auch ein symmet risches Takten mit gleichmäßigen Zeitintervallen über die Se quenz der drei Datenlieferanten 6a, 6b, 6c erfolgen.
Die von dem Vermittlungsgerät 8 erfassten Daten über den Zu stand des elektrisch isolierenden Mediums, insbesondere die Isolationsfestigkeit werden einer Verarbeitungseinrichtung übergeben und von dieser empfangen. In der Verarbeitungsein richtung können die von den Datenlieferanten 6a, 6b, 6c je weils erfassten Daten z. B. bezüglich der Dichte des
elektrisch isolierenden Fluides weiterverarbeitet werden. Vorzugsweise kann in dem Vermittlungsgerät 8 bereits eine Er gänzung der von den Datenlieferanten 6a, 6b, 6c gelieferten
Daten beispielsweise um Ortskoordinaten, Temperatur, atmo sphärischen Druck, Zeitmarker usw. vorgenommen werden. Diese ggf. ergänzten Daten werden der Verarbeitungseinrichtung mit telbar oder unmittelbar übergeben. Die Verarbeitungseinrich tung kann beispielsweise eine Rechnerwolke umfassen oder ein lokaler Rechner sein. Die übergebenen Daten werden dann von der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet und in einer zeitli chen Reihung ausgegeben, beispielsweise in Form eines Dia- grammes in einer graphischen Oberfläche. Eine entsprechende Darstellung ist in der Figur 6 vorgenommen. Dabei werden die übergebenen Daten gegebenenfalls in der Verarbeitungseinrich tung bereits weiterverarbeitet, umgewandelt und für eine ge eignete graphische Darstellung aufbereitet. Dabei wird bis zum Zeitpunkt tl, welcher den aktuellen Zeitpunkt darstellt, der bisherige zeitliche Verlauf der Dichte als Abbild der Isolationsfestigkeit in einem oder in ausgewählten Gasräumen abgebildet. Sollte bereits bei den durch die Datenlieferanten 6a, 6b, 6c ermittelten Daten ein Unterschreiten eines ersten
Grenzwertes 12 auftreten, so wird eine Warnung ausgegeben.
Der erste Grenzwert 12 weist dabei eine erste Stufe 12a sowie eine zweite Stufe 12b auf. Die erste Stufe 12a ist dabei eine Alarmstufe, an welcher bereits ein signifikanter Dichtever lust ermittelt wurde. Die zweite Stufe 12b stellt eine Stör- stufe dar, welche bereits die elektrische Betriebssicherheit der Elektroenergieübertragungseinrichtung in Zweifel zieht.
Um eine ausreichende Vorwarnzeit zu gewährleisten, sieht das Analyseverfahren auch eine Prognose der Entwicklung der Iso lationsfestigkeit/der Dichte vor. Dabei ist beispielsweise berücksichtigt, wie häufig/intensiv ein Schalten innerhalb eines elektrisch isolierenden Fluides bzw. Störungen inner halb des elektrisch isolierenden Fluides in der Vergangenheit aufgetreten sind. Neben dem aktuell auftretenden Schaltver halten bzw. Auftreten von Schaltlichtbögen innerhalb des elektrisch isolierenden Fluides ist je nach Konstruktion der Elektroenergieübertragungseinrichtung eine Leckagerate be kannt, welche in Abhängigkeit des Voranschreitens des Alters der Elektroenergieübertragungsrate ein Abnehmen der Dichte und damit der Isolationsfestigkeit des elektrisch isolieren den Mediums bewirkt. Entsprechend kann auch diese Größe in die Prognose des zukünftigen Verlaufes der Dichteentwicklung des elektrisch isolierenden Mediums einbezogen werden.
Das Analyseverfahren kann dabei in einem einfachen Falle eine mathematische Extrapolation der bereits erfassten Daten vor nehmen. Gegebenenfalls können auch durch den Einsatz von Si mulationsverfahren Simulationsdaten berücksichtigt werden, um den Trend der Veränderung der elektrischen Isolationsfestig keit abzubilden. Dabei eignen sich insbesondere physikalische Modelle. Durch den Einsatz von Machine-Learning-Algorithmen, d. h. selbstlernenden Algorithmen, welche aus einer Vielzahl von Daten, die bereits bekannt sind, auf ein Verhalten der aktuellen Elektroenergieübertragungseinrichtung Rückschlüsse ziehen, kann ein zukünftiger Dichteverlauf des überwachten, elektrisch isolierenden Mediums vorherbestimmt werden.
Um die Analyse zu stabilisieren, kann vorgesehen sein, dass lediglich ausgewählte Daten einer Datenreihe einer Analyse zugrunde gelegt werden, beispielsweise können lediglich Mess werte, welche zu jeweils denselben Zeitpunkten im Laufe eines Tages ermittelt werden, genutzt werden. So ist es beispiels weise möglich, bevorzugt bei bestimmten Lastsituationen der Elektroenergieübertragungseinrichtung oder bestimmten Umge bungssituationen, z. B. nachts, ausschließlich diese Daten in vorbestimmten Intervallen bzw. Intervallzeitpunkten zu verar beiten. Da es sich bei einer Änderung der Dichte üblicher weise um sehr langfristige Effekte handelt, können beispiels weise auch zu bestimmten Jahreszeiten erfasste Daten mitei nander verglichen werden, so dass relativ langfristige Inter valle für eine Prognose des Dichteverlaufes des überwachten elektrisch isolierenden Mediums herangezogen werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass auf historische Datenanalysen gleichartiger Elektroenergie übertragungseinrichtungen zurückgegriffen wird. Insbesondere können dadurch nichtlineare Vorgänge, wie sie beispielsweise im Alltag immer wieder auftreten können, besser berücksich tigt werden, so dass die Prognosequalität für die Isolations festigkeit/die Dichte des elektrisch isolierenden Mediums nochmals verbessert werden kann.
Da das Vermittlungsgerät 8 dazu eingerichtet ist, die Daten, welche es erfasst, mit einer Ortskoordinate zu versehen, kön nen in einfacher Weise auch aus Datenbanken Informationen über den klimatischen Zustand zum jeweiligen Zeitpunkt der Erfassung der Daten (Zeitmarker) ermittelt werden. Beispiels weise können Informationen über Temperaturen oder Blitzer scheinungen im Umfeld der überwachten Elektroenergieübertra gungseinrichtung zugeordnet werden. Dies ermöglicht es bei spielsweise, Daten, welche bei der Prognose berücksichtigt werden, mit unterschiedlichen Wichtungen zu versehen und so die Prognose in ihrer Qualität zu verbessern.
Vorteilhafterweise kann das Vermittlungsgerät 8 als so ge nanntes Internet-of-Things (IoT) Gateway ausgebildet sein, so dass ausgehend von dem Vermittlungsgerät 8 die dort erfassten Daten an eine Rechnerwolke (Verarbeitungseinrichtung) überge- ben werden und dort eine Verarbeitung erfahren. Teil einer derartigen Rechnerwolke kann beispielsweise ein tragbarer Rechner sein, welcher eine grafische Oberfläche aufweist und so ein Human-Machine-Interface (HMI) zur Verfügung stellt. Auf diesen Interface kann beispielsweise die in der Figur 6 gezeigte grafische Darstellung des bereits ermittelten Dich teverlaufes sowie des prognostizierten Dichteverlaufes mit entsprechenden Prognosen für das Erreichen des ersten Grenz wertes 12 mit seiner ersten Stufe 12a sowie seiner zweiten Stufe 12b vorgesehen sein. Ausgehend vom aktuellen Zeitpunkt tl können so der Zeitpunkt t2 für eine Alarmierung und der Zeitpunkte t3 für eine signifikante Störung vorherbestimmt werden. Bereits vor einem Erreichen eines tatsächlichen Warn wertes, also der ersten Stufe 12a des ersten Schwellgrenzwer- tes 12 besteht hier die Möglichkeit, Maßnahmen zu ergreifen, wie beispielsweise eine intensivierte Beobachtung oder War tungsarbeiten. Gegebenenfalls können bereits Handlungsempfeh lungen für die jeweilige Elektroenergieübertragungsanlage ge geben werden. Diese Handlungsempfehlungen können sich auf den Betrieb derselben, beispielsweise Reduktion der thermischen Belastung, Reduktion der Spannung, Reduktion der Strombelas tung usw. beziehen. Es können jedoch auch Hinweise gegeben werden, in welcher Form eine Wartung vorzunehmen ist, um eine Prognose positiv zu beeinflussen und den prognostizierten Zeitpunkt des Erreichens des ersten Grenzwertes 12 weiter in die Zukunft zu verlagern.

Claims

Patentansprüche
1. Elektroenergieübertragungseinrichtung (la, lb, lc, 2a, 2b,
2c, 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c) mit einer Zustandserfassungsan ordnung aufweisend ein Vermittlungsgerät (8) sowie zumindest einen ersten Datenlieferanten (6a), welcher mit einer ersten Schnittstelle (7) des Vermittlungsgerätes (8) verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein zweiter Datenlieferant (6b) mit der ersten Schnittstelle (7) verbunden ist.
2. Elektroenergieübertragungseinrichtung (la, lb, lc, 2a, 2b,
2c, 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der erste und der zweite Datenlieferant (6a, 6b) zeitgleich einander ergänzende Daten der ersten Schnittstelle (7) zur Verfügung stellen.
3. Elektroenergieübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder
2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
Daten des ersten und des zweiten Datenlieferanten (6a, 6b) zeitlich getaktet der ersten Schnittstelle (7) zur Verfügung gestellt werden.
4. Elektroenergieübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine zeitliche Taktung der Daten von erstem und zweitem Da tenlieferanten (6a, 6) asymmetrisch verteilt erfolgt.
5. Elektroenergieübertragungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der erste und der zweite Datenlieferant (6a, 6b) über eine gemeinsame Leitung an das Vermittlungsgerät (8) angeschlossen sind, wobei eine Sicherungseinrichtung (9) in der gemeinsamen Leitung angeordnet ist.
6. Elektroenergieübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Sicherungseinrichtung (9) einen Stromteiler aufweist.
7. Elektroenergieübertragungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der erste und der zweite Datenlieferant (6a, 6b) Zustandsfor mationen über ein elektrisch isolierendes Medium liefern.
8. Analyseverfahren eines Zustandes eines elektrisch isolie renden Mediums einer Elektroenergieübertragungseinrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
Daten über den Zustand, insbesondere der Isolationsfestigkeit eines elektrisch isolierenden Fluids einer Verarbeitungsein richtung empfangen werden, dass
die empfangenen Daten verarbeitet und in einer zeitlichen Reihung ausgegeben werden und bei einem Erreichen zumindest eines ersten Grenzwertes (12) und/oder einem prognostizierten Erreichen zumindest eines ersten Grenzwertes (12) eine War nung ausgegeben wird.
9. Analyseverfahren nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s den Daten der zeitlichen Reihung eine Ortskoordinate zugeord net ist.
10. Analyseverfahren nach Anspruch 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der erste Grenzwert (12) eine erste und eine zweite Stufe (12a, 12b) aufweist.
11. Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Prognose der Entwicklung der Isolationsfestigkeit unter Berücksichtigung von Schaltvorgängen der Elektroenergieüber tragungseinrichtung erfolgt.
12. Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine erwartete Änderung der Isolationsfestigkeit innerhalb eines bestimmten Zeitraumes hinterlegt ist.
13. Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Prognose durch mathematische Extrapolation und/oder durch Simulationsdaten und/oder durch machine learning und/oder physikalische Modelle erfolgt.
14. Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
Daten, welche zu bestimmten Intervallzeitpunkten ermittelt wurden, zur Trendanalyse herangezogen werden.
15. Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine historische Datenanalyse bei einem Vergleich berücksich tigt wird.
16. Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ortsspezifische Klimainformationen bei der Analyse berück sichtigt werden.
17. Analyseverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Darstellung in Form eines normierten Druckes erfolgt.
18. Computerprogrammprodukt, welches bei Ablauf des Programms in einem Datenverarbeitungssystem dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17 auszuführen.
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