WO2021110523A1 - Method for determining the ageing of a high-voltage device - Google Patents

Method for determining the ageing of a high-voltage device Download PDF

Info

Publication number
WO2021110523A1
WO2021110523A1 PCT/EP2020/083454 EP2020083454W WO2021110523A1 WO 2021110523 A1 WO2021110523 A1 WO 2021110523A1 EP 2020083454 W EP2020083454 W EP 2020083454W WO 2021110523 A1 WO2021110523 A1 WO 2021110523A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage device
aging
data processing
measured values
communication unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/083454
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Boschert
Ryad BOUCHERIT
Matthias KÜSTERMANN
Johannes Raith
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2021110523A1 publication Critical patent/WO2021110523A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means
    • H01F2027/406—Temperature sensor or protection

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the aging of a high-voltage device, in which measured values of a high-voltage device are continuously recorded with the aid of sensors that are arranged in or on the high-voltage device, the measured values and / or values derived therefrom are transmitted to an aging calculation module and the aging calculation module an aging of the high-voltage device is determined based on the measured values and / or the values derived therefrom.
  • a method for determining the aging rate of a transformer has become known from DE 102007 026 175 B4.
  • the aging rate VIEC of a transformer as a high-voltage device is calculated according to IEC standard 60076-7, with the oxygen and moisture content of the transformer's insulating liquid being taken into account.
  • the method mentioned at the outset has the disadvantage that the aging of the energy supply network has to be determined in a laborious manner in certain previously defined time intervals.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned, with the help of which the Aging of a high-voltage device can be continuously determined in real time.
  • the invention solves this problem in that the measured values and / or values derived therefrom are transmitted from the sensors to a communication unit of the high-voltage device via a short-range communication link, the communication unit can be connected to a data processing cloud via a long-range communication link, the aging calculation module is implemented on the data processing cloud.
  • the aging of a high-voltage device is no longer determined at specific time intervals with measuring tools that have to be set up again and again. Rather, the aging of the high-voltage device is continuously determined in the context of the invention.
  • measured values are recorded by sensors which are arranged in or on the high-voltage device.
  • the measured values or values derived from them must be suitable for determining the aging of the high-voltage device from them with the help of the aging calculation tool.
  • the measured values are first transmitted from the sensors to a communication unit.
  • the communication unit is continuously connected to a data processing cloud or connects to it independently at certain time intervals.
  • the aging calculation module runs software on the data processing cloud. The measured values are fed to this aging calculation module as input variables, which then determines the aging of the high-voltage device, for example based on IEC standard 60076-7.
  • the hot spot temperature can be determined from measurements of the temperature of the insulating fluid and from the measurement of the winding current. As already stated above, the service life of the transformer can be determined from the hot-spot temperature.
  • the operator of the high-voltage device can access the data processing cloud by means of an aging request. This access takes place via any long-range communication link.
  • the data processing cloud expediently has a memory unit on which the aging of the high-voltage device determined by the aging calculation module can be stored in any form, for example in the form of aging parameters.
  • the aging of the high-voltage device is advantageously continuously determined and stored, for example, on a storage unit in the data processing cloud.
  • measured values are recorded by sensors which are arranged in or on the high-voltage device, the state parameters being obtained at least partially on the basis of the measured values and / or the values derived therefrom.
  • the operating status of a high-voltage device can be precisely recorded.
  • measured values and / or values derived therefrom include, for example, the temperature of an insulating fluid in the upper and lower area of a tank of a power transformer and the winding currents, that is to say the electrical currents that flow through the low and / or high voltage winding.
  • the sensors arranged on or in the respective high-voltage device are advantageously connected to a communication unit via a short-range communication link.
  • the short-range communication link can be, for example, a simple cable.
  • the short-range communication connection is, for example, a ZigBee, a Bluetooth, a wireless, Ambus or a WiFi communication connection.
  • the short-range communication link extends a maximum of 100 meters.
  • the communication unit preferably has at least one analog and at least one digital input.
  • Several sensors can thus be connected to one communication unit.
  • the communication unit has, for example, a main processor and a secondary processor as well as a memory unit in which preprocessed measured values or values derived therefrom can be stored and processed, e.g. by averaging.
  • the measured values from different sensors can therefore be sent jointly by a communication unit, e.g. via a long-range communication link, to a data processing cloud.
  • the sensors are basically designed as desired. At least one temperature sensor for detecting the temperature of the insulating fluid and at least one current sensor for detecting the winding current of the high-voltage or low-voltage winding are advantageously provided.
  • a data processing cloud is to be understood here as an arrangement with one or more data storage devices and one or more data processing devices, which can be designed by suitable programming to carry out any data processing processes.
  • the data processing devices generally represent universal data processing devices, such as servers, which initially do not have any specific design with regard to their construction and their programming. The universal data processing device can only be made capable of executing specific functions after programming has been carried out.
  • the data processing cloud has several individual components, these are connected to one another in a suitable manner for data communication, for example by a communication network. Any data for data storage and / or processing can be fed to a data processing cloud.
  • the data processing cloud itself makes the stored data and / or the events of the data processing carried out available to other devices, for example computer workstations, laptops, smartphones connected to a data processing cloud.
  • a data processing cloud can, for example, be provided by a data center or also by several networked data centers. Usually, a data processing cloud is designed spatially remote from the high-voltage devices.
  • the connection between the communication unit and the data processing cloud takes place via a long-range communication connection.
  • the communication unit has a long-range communication device, such as a cellular module according to the GPRS or UMTS standard.
  • a long-range communication connection preferably an IP-based data connection, with the data processing Cloud built.
  • a provider of a mobile radio service or a telecommunications provider can be interposed and the
  • Long-range communication link can be established at least partially via a communication network of this provider and / or at least partially via the Internet. Only very little configuration or parameterization is required to establish the connection. Apart from the configuration of the long-range communication device with the information required to set up the long-range communication connection, e.g. the installation of a SIM card from a telecommunications provider, no further effort has to be made for the individual communication unit.
  • a user can log into the data processing cloud with the aid of access data or, in other words, log-in data.
  • the data processing cloud uses the user data to identify which high-voltage devices or which
  • Communication units are relevant for the user.
  • the data processing cloud has an appropriate database that is stored in a memory in the data processing cloud. If the user is, for example, an operator of a certain area or an energy supply network, the data processing cloud recognizes, for example, that the user is operating ten transformers.
  • Each of these high-voltage devices has sensors which are connected to at least one communication unit.
  • the data processing cloud only contacts these communication units, which are referred to below as selected communication units.
  • the data processing cloud expediently has a database which can be used to determine which high-voltage devices are assigned to the respective user of the data processing cloud. In the table are further data is stored, which enables a connection between the data processing cloud and the selected communication units.
  • a high-voltage device within the scope of the invention is designed for operation in the high-voltage network, i.e. for an operating voltage between 1 kV and 1000 kV, in particular 50 kV and 800 kV.
  • the high voltage network is preferably an alternating voltage network. But also a DC voltage network and / or a combination of AC and DC voltage network are possible within the scope of the invention.
  • a high-voltage device is, for example, a transformer, in particular a power transformer, a high-voltage bushing or the like.
  • the communication unit advantageously has a memory unit. According to this variant of the invention, it is not necessary to permanently maintain a long-range communication link between the communication unit and the data processing cloud. As part of this further development, the measured values or values derived from them can be saved locally. The locally saved values are then sent to the data processing cloud the next time it is connected.
  • measured values and / or values derived therefrom are stored in a memory in the data processing cloud.
  • either only the data processing cloud or the data processing cloud has a storage unit in addition to the communication units.
  • This central storage unit is used to store the measured values and / or values derived therefrom, for example after a long-range communication connection between the communication unit and the data processing cloud has been established by the user at the time of the query.
  • the data processing cloud can connect to each communication unit at fixed intervals in order to access locally stored data in order to store them on the larger central storage unit. Overflow of the local memory of the communication units is thus avoided.
  • Access data are, for example, the usual log-in data.
  • the access data consists of a user name and a password that is individually assigned to the user name.
  • the measured values advantageously have temperature readings. At least some of the temperature measurements are recorded, for example, by one or more sensors which are arranged in a tank or boiler of the high-voltage device. The temperature of the insulating fluid is advantageously recorded at several points in the tank. Other measured values are, for example, the
  • the measured values can also include current measured values.
  • the high-voltage device advantageously has at least one winding, with at least one sensor detecting a winding current and making it available as a measured value.
  • an aging request that includes access data is used to access the data processing cloud via a long-range communication link.
  • the geographical location of the respective communication unit and the associated high-voltage device are advantageously determined by means of an antenna for position determination, which is arranged in the communication unit, and the weather conditions are determined by a weather news service on the basis of the geographical data.
  • the on-site weather conditions do not have to be recorded in a complex manner. Rather, within the scope of the invention, data that are already available - e.g. on the Internet - can be used. The data obtained in this way about the weather conditions can also be taken into account when calculating the actual service life.
  • Each communication unit is advantageously equipped with an antenna for position determination.
  • the invention also relates to a computer program for a computing device which is suitable for carrying out the method presented above.
  • the invention also relates to a storage medium on which such a computer program is stored.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • Embodiment of the method according to the invention and Figure 2 shows a transformer with communication unit
  • FIG. 1 shows an embodiment of the method 1 according to the invention schematically.
  • An aging calculation module 2 is shown which receives an aging request 2 at a request time.
  • the aging request 2 contains the question of how over what period of time a high-voltage device specified in the aging request - here a transformer - can still be operated safely.
  • measured values 4 are transmitted to the aging calculation module 2, the measured values 4 in the exemplary embodiment shown including the temperature of an insulating fluid in the upper region of a tank of the transformer and the winding current flowing through a winding of the transformer. Other measured values relate to the available cooling capacity and the forecast weather conditions at the location of the transformer.
  • the aging calculation module 2 is supplied with the previously used service life 5 as a status parameter.
  • the service life that has already been used is by no means roughly estimated within the scope of the invention. Rather, the used life is continuously determined on the basis of measured values and stored on a storage unit 6. On the basis of the service life recorded in this way, or in other words the service life consumption recorded in this way, it is possible within the scope of the invention to determine the aging of the transformer more precisely.
  • the aging calculation module 2 provides the aging of the transformer in the form of an aging parameter 7.
  • FIG. 2 shows a schematically illustrated transformer 9 with its three bushings 10, which are attached to a tank 11 of the Transformer 9 are supported. At their end facing away from the tank 11, the bushings 10 have what is known as an open-air connection for connecting an air-insulated high-voltage line
  • Each feedthrough 10 has an internal high voltage conductor that extends through a hollow insulator.
  • the insulator and the high-voltage conductor reach through the upper wall of the tank 11 of the transformer 9 and extend with their free end into the oil space of the tank 11.
  • the high-voltage conductor of each bushing 10 can thus be connected to the respective high-voltage winding of the transformer.
  • Each high-voltage winding is arranged concentrically to a low-voltage winding through which a leg of a magnetizable core extends. High-voltage and low-voltage windings are inductively coupled to one another.
  • the tank 11 of the transformer 9 is filled with an insulating fluid which is used to insulate and cool the windings, which are at high voltage during operation, and the core.
  • the transformer 9 also has a cooling unit, which, however, is not shown in the figures.
  • the transformer 9 is equipped with temperature sensors which are arranged in the interior of the tank 11 to detect the temperature of the insulating fluid and are therefore not shown in the figures. Each temperature sensor is connected via a short-range communication link 12 to a communication unit 13 fastened to the transformer 9, the short-range communication link 12 in this case being designed as a cable.
  • the communication unit 13 is in turn connected to a data processing cloud 15 via a long-range communication link 14.
  • the measured temperature values detected by the temperature sensors are transmitted via the short-range communication link 12 to the Communication unit 13 sent. This transmits the measured temperature values via the long-range communication connection 14 to the data processing cloud 15.
  • the data processing cloud 15 has the memory 6 illustrated in FIG. 1 and calculates the amount used
  • Aging calculation module 2 according to FIG. 2 is available if required.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Abstract

In order to provide a method (1) for determining the ageing of a high-voltage device (9), in which method measured values (4) from the high-voltage device (9) are acquired continuously by way of sensors that are arranged in or on the high-voltage device (9), the measured values (4) and/or values derived therefrom are transmitted to an ageing calculation module (2) and the ageing calculation module (2) ascertains an ageing of the high-voltage device (9) based on the measured values (4) and/or the values derived therefrom, using which method the ageing is able to be indicated continuously and in real time, it is proposed for the measured values (4) and/or values derived therefrom to be transmitted from the sensors to a communication unit (13) of the high-voltage device (9) via a short-distance communication connection (12), and for the communication unit (9) to be able to be connected to a data-processing cloud (15) via a long-distance communication connection (14), wherein the ageing calculation module (2) is implemented on the data-processing cloud (15).

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Bestimmen der Alterung eines Hochspannungs geräts Method for determining the aging of a high-voltage device
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Bestimmen der Alterung eines Hochspannungsgeräts, bei dem Messwerte eines Hochspannungsgeräts mit Hilfe von Sensoren, die in oder an dem Hochspannungsgerät angeordnet sind, fortwährend erfasst werden, die Messwerte und/oder davon abgeleitete Werte an ein Alterungsberechnungmodul übertragen werden und das Altertungsberechnungsmodul basierend auf den Messwerten und/oder den davon abgeleiteten Werten eine Alterung des Hochspannungsgeräts ermittelt. The invention relates to a method for determining the aging of a high-voltage device, in which measured values of a high-voltage device are continuously recorded with the aid of sensors that are arranged in or on the high-voltage device, the measured values and / or values derived therefrom are transmitted to an aging calculation module and the aging calculation module an aging of the high-voltage device is determined based on the measured values and / or the values derived therefrom.
Ein solches Verfahren ist dem Fachmann aus der Praxis bekannt. Der Betreiber eines Hochspannungsgeräts muss von Zeit zu Zeit die Alterung von Hochspannungsgeräten wie beispielsweise Transformatoren oder Drosseln bestimmen. Dies ist inbesondere dann erforderlich, wenn Zellulosematerialien in dem Hochspannungsgerät verbaut sind. Die Alterung der Zellulose ist Temperatur und Feuchtigkeitsabhängig. Such a method is known to the person skilled in the art from practice. The operator of a high-voltage device must from time to time determine the aging of high-voltage devices such as transformers or chokes. This is particularly necessary when cellulose materials are built into the high-voltage device. The aging of cellulose is dependent on temperature and humidity.
Aus der DE 102007 026 175 B4 ist ein Verfahren zum Ermitteln der Alterungsrate eines Transformators bekannt geworden. A method for determining the aging rate of a transformer has become known from DE 102007 026 175 B4.
Gemäß dem vorbekannten Verfahren wird die Alterungsrate VIEC eines Transformators als Hochspannungsgerät nach dem IEC- Standard 60076-7 berechnet, wobei Sauerstoff- und Feuchteanteil der Isolierflüssigkeit des Transformators berücksichtigt werden. According to the previously known method, the aging rate VIEC of a transformer as a high-voltage device is calculated according to IEC standard 60076-7, with the oxygen and moisture content of the transformer's insulating liquid being taken into account.
Dem eingangs genannten Verfahren haftet der Nachteil an, dass der Alterung des Energieversorgungsnetzes aufwändig in bestimmten zuvor Festgelegten Zeitintervallen ermittelt werden muss. The method mentioned at the outset has the disadvantage that the aging of the energy supply network has to be determined in a laborious manner in certain previously defined time intervals.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe die Alterung eines Hochspannungsgeräts fortwährend in Echtzeit ermittelt werden kann. The object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned, with the help of which the Aging of a high-voltage device can be continuously determined in real time.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Messwerte und/oder davon abgeleitete Werte über eine Nahbereichs- Kommunikationsverbindung von den Sensoren zu einer Kommunikationseinheit des Hochspannungsgeräts übertragen werden, die Kommunikationseinheit über eine Fernbereichs- Kommunikationsverbindung mit einer Datenverarbeitungs-Cloud verbindbar ist, wobei das Alterungsberechnngsmodul auf der Datenverarbeitungs-Cloud implementiert ist. The invention solves this problem in that the measured values and / or values derived therefrom are transmitted from the sensors to a communication unit of the high-voltage device via a short-range communication link, the communication unit can be connected to a data processing cloud via a long-range communication link, the aging calculation module is implemented on the data processing cloud.
Erfindungsgemäß wird die Alterung eines Hochspannungsgerätes nicht länger in bestimmten Zeitintervallen mit immer wieder aufzubauenden Messwerkzeugen ermittelt. Vielmehr wird im Rahmen der Erfindung wird die Alterung des Hochspannungs geräts fortwährend bestimmt. Dazu werden Messwerte von Sensoren erfasst, die in oder an dem Hochspannungsgerät angeordnet sind. Die Messwerte oder davon abgleitete Werte müssen geeignet sein, um mit Hilfe des Alterungsberechnungs tools aus ihnen die Alterung des Hochspannungsgeräts zu ermitteln. Dazu werden die Messwerte zunächst von den Sensoren zu einer Kommunikationseinheit übertragen. Die Kommunikationseinheit ist fortwährend in einer Datenverarbeitungs-Cloud verbunden oder verbindent sich selbständig in bestimmten zeitlichen Abständen mit dieser.According to the invention, the aging of a high-voltage device is no longer determined at specific time intervals with measuring tools that have to be set up again and again. Rather, the aging of the high-voltage device is continuously determined in the context of the invention. For this purpose, measured values are recorded by sensors which are arranged in or on the high-voltage device. The measured values or values derived from them must be suitable for determining the aging of the high-voltage device from them with the help of the aging calculation tool. For this purpose, the measured values are first transmitted from the sensors to a communication unit. The communication unit is continuously connected to a data processing cloud or connects to it independently at certain time intervals.
Auf der Datenverarbeitungs-Cloud läuft das Alterungs berechnungsmodul eine Software ab. Diesem Alterungsberechnungsmodul werden die Messwerte als Eingangsgrößen zugeführt, das dann beispielsweise basierend auf dem IEC Standard 60076-7 die Alterung des Hochspannungsgeräts ermittelt. The aging calculation module runs software on the data processing cloud. The measured values are fed to this aging calculation module as input variables, which then determines the aging of the high-voltage device, for example based on IEC standard 60076-7.
Aus dem ICE-Standard 60076-7 ist bekannt, eine Alterungsrate eines Hochspannungsgeräts wie einen elektrischen Transformator in Abhängigkeit der so genannten Hotspot- Temperatur zu berechnen. Bei der Berechnung wird insbesondere das Isolationspapier der Wicklungen berücksichtigt. Dabei wird näherungsweise angenommen, dass die isolierenden Eigenschaften des Isolierpapiers neben anderen Einflussgrößen von dem Polymerisationsgrad des Isolierpapiers abhängig sind. Die beim Betrieb des Transformators entstehenden Belastungen verändern jedoch den Polymerisationsgrad des Isolierpapiers dahin, so dass die Isolationsfähigkeit des Wicklungspapiers mit zunehmender Lebensdauer abnimmt und schließlich unzureichend wird, sodass der Transformator das Ende seiner Lebensdauer erreicht. From the ICE standard 60076-7 it is known to calculate an aging rate of a high-voltage device such as an electrical transformer as a function of the so-called hotspot temperature. In the calculation, the insulation paper of the windings is particularly taken into account. There it is approximately assumed that the insulating properties of the insulating paper, along with other influencing factors, are dependent on the degree of polymerization of the insulating paper. However, the loads that arise during the operation of the transformer change the degree of polymerisation of the insulating paper so that the insulating capacity of the winding paper decreases with increasing service life and ultimately becomes insufficient, so that the transformer reaches the end of its service life.
Die Hot-Spot- oder Heißpunkttemperatur kann aus Messungen der Temperatur des Isolierfluids und aus der Messung des Wicklungsstromes ermittelt werden. Wie bereits weiter oben ausgeführt ist, kann aus der Hot-Spot Temperatur die Lebensdauer des Transformators ermittelt werden. The hot spot temperature can be determined from measurements of the temperature of the insulating fluid and from the measurement of the winding current. As already stated above, the service life of the transformer can be determined from the hot-spot temperature.
Auf die Datenverarbeitungs-Cloud kann der Betreiber des Hochspannugnsgerät mittel einer Alterungsanfrage zugreifen. Dieser Zufgriff erfolgt über eine beliebige Fernbereichs- Kommunikationsverbindung . The operator of the high-voltage device can access the data processing cloud by means of an aging request. This access takes place via any long-range communication link.
Die Datenverarbeitungs-Cloud verfügt zweckmäßigerweise über eine Speichereinheit, auf der die vom Alterungsberechnungs modul ermittelte Alterung des Hochspannungsgeräts in beliebiger Form, beispielsweise in Gestalt von Alterungsparametern, gespeichert werden kann. The data processing cloud expediently has a memory unit on which the aging of the high-voltage device determined by the aging calculation module can be stored in any form, for example in the form of aging parameters.
Die Alterung des Hochspannungsgeräts wird vorteilhafterweise fortwährend ermittelt und beispielsweise auf einer Speichereinheit der Datenverarbeitungs-Cloud abgelegt werden. The aging of the high-voltage device is advantageously continuously determined and stored, for example, on a storage unit in the data processing cloud.
Im Rahmen der Erfindung werden Messwerte von Sensoren erfasst, die in oder an dem Hochspannungsgerät angeordnet sind, wobei die Zustandsparameter zumindest teilweise auf Grundlage der Messwerte und/oder der davon abgeleiteten Werte erhalten werden. Mit Hilfe von Messungen kann der Betriebszustand eines Hochspannungsgeräts genau erfasst werden. Solche Messwerte und/oder davon abgeleitete Werte umfassen beispielsweise die Temperatur eines Isolierfluids im oberen und unteren Bereich eines Tanks eines Leistungstransformators und die Wicklungsströme, also die elektrischen Ströme, die über die Unter- und/oder Oberspannungswicklung fließen. Within the scope of the invention, measured values are recorded by sensors which are arranged in or on the high-voltage device, the state parameters being obtained at least partially on the basis of the measured values and / or the values derived therefrom. With the help of measurements, the operating status of a high-voltage device can be precisely recorded. Such measured values and / or values derived therefrom include, for example, the temperature of an insulating fluid in the upper and lower area of a tank of a power transformer and the winding currents, that is to say the electrical currents that flow through the low and / or high voltage winding.
Die an oder in dem jeweiligen Hochspannungsgerät angeordneten Sensoren sind vorteilhafterweise über eine Nahbereichskommunikations-Verbindung mit einer Kommunikationseinheit verbunden. DieThe sensors arranged on or in the respective high-voltage device are advantageously connected to a communication unit via a short-range communication link. The
Nahbereichskommunikations-Verbindung kann beispielsweise ein einfaches Kabel sein. Abweichend davon ist die Nahbereichskommunikations-Verbindung beispielsweise eine ZigBee-, eine Bluetooth-, eine Wireless-, Ambus- oder eine WiFi-Kommunikationsverbindung . Die Nahbereichs- Kommunikationsverbindung erstreckt sich maximal über 100 Meter. The short-range communication link can be, for example, a simple cable. In contrast to this, the short-range communication connection is, for example, a ZigBee, a Bluetooth, a wireless, Ambus or a WiFi communication connection. The short-range communication link extends a maximum of 100 meters.
Die Kommunikationseinheit weist bevorzugt wenigstens einen analogen und wenigstens einen digitalen Eingang auf. Somit können mehrere Sensoren mit einer Kommunikationseinheit verbunden sein. Die Kommunikationseinheit verfügt beispielsweise über einen Haupt- und einen Nebenprozessor sowie über eine Speichereinheit, in der vorverarbeitete Messwerte oder daraus abgeleitete Werte abgelegt und bearbeitet werden können, z.B. durch Mittelwertbildung. Die Messwerte verschiedener Sensoren können daher gemeinsam von einer Kommunikationseinheit z.B. über eine Fernbereichskommunikationsverbindung an eine Datenverarbeitungs-Cloud gesendet werden. The communication unit preferably has at least one analog and at least one digital input. Several sensors can thus be connected to one communication unit. The communication unit has, for example, a main processor and a secondary processor as well as a memory unit in which preprocessed measured values or values derived therefrom can be stored and processed, e.g. by averaging. The measured values from different sensors can therefore be sent jointly by a communication unit, e.g. via a long-range communication link, to a data processing cloud.
Die Sensoren sind im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig ausgeführt. Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Isoliertluids und wenigstens ein Stromsensor zum Erfassen des Wicklungsstromes der Ober- oder Unterspannungswicklung vorgesehen . Unter einer Datenverarbeitungs-Cloud soll hier eine Anordnung mit einer oder mehreren Datenspeichereinrichtungen und einer oder mehreren Datenverarbeitungseinrichtung verstanden werden, die durch geeignete Programmierung zur Durchführung beliebiger Datenverarbeitungsprozesse ausgebildet werden kann. Die Datenverarbeitungseinrichtungen stellen hierbei in der Regel universelle Datenverarbeitungseinrichtungen, wie beispielsweise Server, dar, die hinsichtlich ihrer Konstruktion und ihrer Programmierung zunächst keinerlei spezifische Auslegung aufweisen. Erst durch eine vorgenommene Programmierung lässt sich die universelle Datenverarbeitungs einrichtung zur Ausführung spezifischer Funktionen ertüchtigen . Within the scope of the invention, the sensors are basically designed as desired. At least one temperature sensor for detecting the temperature of the insulating fluid and at least one current sensor for detecting the winding current of the high-voltage or low-voltage winding are advantageously provided. A data processing cloud is to be understood here as an arrangement with one or more data storage devices and one or more data processing devices, which can be designed by suitable programming to carry out any data processing processes. The data processing devices generally represent universal data processing devices, such as servers, which initially do not have any specific design with regard to their construction and their programming. The universal data processing device can only be made capable of executing specific functions after programming has been carried out.
Insofern die Datenverarbeitungs-Cloud mehrere einzelne Komponenten aufweist, sind diese auf geeignete Weise zur Datenkommunikation miteinander verbunden, beispielsweise durch ein Kommunikationsnetzwerk. Einer Datenverarbeitungs- Cloud können beliebige Daten zur Datenspeicherung und/oder Verarbeitung zugeführt werden. Die Datenverarbeitungs-Cloud selbst stellt die gespeicherten Daten und/oder die Ereignisse der durchgeführten Datenverarbeitung wiederum anderen Geräten, beispielsweise mit einer Datenverarbeitungs-Cloud verbundenen Computerarbeitsstationen, Laptops, Smartphones zur Verfügung. Eine Datenverarbeitungs-Cloud kann beispielsweise durch ein Rechenzentrum oder auch mehrere vernetzte Rechenzentren bereitgestellt werden. Üblicherweise ist eine Datenverarbeitungs-Cloud räumlich entfernt von den Hochspannungsgeräten ausgebildet. If the data processing cloud has several individual components, these are connected to one another in a suitable manner for data communication, for example by a communication network. Any data for data storage and / or processing can be fed to a data processing cloud. The data processing cloud itself makes the stored data and / or the events of the data processing carried out available to other devices, for example computer workstations, laptops, smartphones connected to a data processing cloud. A data processing cloud can, for example, be provided by a data center or also by several networked data centers. Usually, a data processing cloud is designed spatially remote from the high-voltage devices.
Die Verbindung zwischen Kommunikationseinheit und Datenverarbeitungs-Cloud erfolgt über eine Fernbereichs- Kommunikationsverbindung . Um diese herzustellen, verfügt die Kommunikationseinheit über eine Fernbereichs- Kommunikationseinrichtung, wie beispielsweise ein Mobilfunkmodul nach GPRS- oder UMTS-Standard auf. Mit diesem wird eine Fernbereichskommunikationsverbindung, vorzugsweise eine IP-basierte Datenverbindung, mit der Datenverarbeitungs- Cloud aufgebaut. Dabei kann beispielsweise ein Anbieter eines Mobilfunkdienstes oder ein Telekommunikationsanbieter zwischengeschaltet sein und dieThe connection between the communication unit and the data processing cloud takes place via a long-range communication connection. In order to establish this, the communication unit has a long-range communication device, such as a cellular module according to the GPRS or UMTS standard. With this, a long-range communication connection, preferably an IP-based data connection, with the data processing Cloud built. For example, a provider of a mobile radio service or a telecommunications provider can be interposed and the
Fernbereichskommunikationsverbindung kann zumindest teilweise über ein Kommunikationsnetz dieses Anbieters und/oder zumindest teilweise über das Internet hergestellt werden. Zur Herstellung der Verbindung fällt dann ein nur sehr geringer Konfigurations- beziehungsweise Parametrieraufwand an. Außer der Konfigurierung der Fernbereichs-Kommunikationseinrichtung mit den für den Aufbau der Fernbereichskommunikations- Verbindung notwendigen Informationen, z.B. den Einbau einer SIM-Karte eines Telekommunikationsanbieters, muss für die einzelne Kommunikationseinheit kein weiterer Aufwand betrieben werden. Long-range communication link can be established at least partially via a communication network of this provider and / or at least partially via the Internet. Only very little configuration or parameterization is required to establish the connection. Apart from the configuration of the long-range communication device with the information required to set up the long-range communication connection, e.g. the installation of a SIM card from a telecommunications provider, no further effort has to be made for the individual communication unit.
Im Rahmen der Erfindung kann sich ein Nutzer mit Hilfe von Zugangsdaten oder mit anderen Worten Log-In-Daten bei der Datenverarbeitungs-Cloud anmelden. Die Datenverarbeitungs- Cloud erkennt anhand der Nutzerdaten, welche Hochspannungsgeräte beziehungsweise welcheWithin the scope of the invention, a user can log into the data processing cloud with the aid of access data or, in other words, log-in data. The data processing cloud uses the user data to identify which high-voltage devices or which
Kommunikationseinheiten für den Nutzer relevant sind. Hierzu verfügt die Datenverarbeitungs-Cloud über eine zweckmäßige Datenbank, die auf einen Speicher der Datenverarbeitungs- Cloud abgelegt ist. Ist der Nutzer beispielsweise ein Betreiber eines bestimmten Bereichs oder eines Energieversorgungsnetzes, erkennt die Datenverarbeitungs- Cloud beispielsweise, dass der Nutzer zehn Transformatoren, betreibt. Jedes dieser Hochspannungsgeräte weist Sensoren auf, die mit wenigstens einer Kommunikationseinheit verbunden sind. Nur mit diesen Kommunikationseinheiten, die im Folgenden als ausgewählte Kommunikationseinheiten bezeichnet sind, setzt sich die Datenverarbeitungs-Cloud im Rahmen der Erfindung in Verbindung. Communication units are relevant for the user. For this purpose, the data processing cloud has an appropriate database that is stored in a memory in the data processing cloud. If the user is, for example, an operator of a certain area or an energy supply network, the data processing cloud recognizes, for example, that the user is operating ten transformers. Each of these high-voltage devices has sensors which are connected to at least one communication unit. In the context of the invention, the data processing cloud only contacts these communication units, which are referred to below as selected communication units.
Die Datenverarbeitungs-Cloud verfügt zweckmäßigerweise über eine Datenbank, mit deren Hilfe sich ermitteln lässt, welche Hochspannungsgeräte dem jeweiligen Nutzer der Datenverarbeitungs-Cloud zugeordnet ist. In der Tabelle sind weitere Daten hinterlegt, die eine Verbindung zwischen der Datenverarbeitungs-Cloud und den ausgewählten Kommunikationseinheiten ermöglicht. The data processing cloud expediently has a database which can be used to determine which high-voltage devices are assigned to the respective user of the data processing cloud. In the table are further data is stored, which enables a connection between the data processing cloud and the selected communication units.
Ein Hochspannungsgerät im Rahmen der Erfindung ist für einen Betrieb im Hochspannungsnetz ausgelegt, d.h. für eine Betriebsspannung zwischen 1 kV und 1000 kV, insbesondere 50 kV und 800 kV. Das Hochspannungsnetz ist bevorzugt ein Wechselspannungsnetz. Aber auch ein Gleichspannungsnetz und/oder eine Kombination aus Wechsel- und Gleichspannung netz sind im Rahmen der Erfindung möglich. A high-voltage device within the scope of the invention is designed for operation in the high-voltage network, i.e. for an operating voltage between 1 kV and 1000 kV, in particular 50 kV and 800 kV. The high voltage network is preferably an alternating voltage network. But also a DC voltage network and / or a combination of AC and DC voltage network are possible within the scope of the invention.
Erfindungsgemäß ist ein Hochspannungsgerät beispielsweise ein Transformator, insbesondere Leistungstransformator, eine Hochspannungsdurchführung oder dergleichen. According to the invention, a high-voltage device is, for example, a transformer, in particular a power transformer, a high-voltage bushing or the like.
Voreteilhafterweise weist die Kommunikationseinheit eine Speichereinheit eine Speichereinheit auf. Gemäß dieser Variante der Erfindung ist es nicht notwendig, permanent eine Fernbereichskommunikationsverbindung zwischen Kommunikations einheit und Datenverarbeitungs-Cloud aufrecht zu erhalten. Im Rahmen dieser Weiterentwicklung können die Messwerte oder daraus abgeleitete Werte lokal abgespeichert werden. Die lokal gespeicherten Werte werden dann bei der nächsten Verbindung mit der Datenverarbeitungs-Cloud an diese gesendet. The communication unit advantageously has a memory unit. According to this variant of the invention, it is not necessary to permanently maintain a long-range communication link between the communication unit and the data processing cloud. As part of this further development, the measured values or values derived from them can be saved locally. The locally saved values are then sent to the data processing cloud the next time it is connected.
Bei einer weiteren Variante der Erfindung werden Messwerte und/oder von diesen abgeleitete Werte auf einem Speicher der Datenverarbeitungs-Cloud abgelegt. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung weist entweder nur die Datenverarbeitungs- Cloud oder die Datenverarbeitungs-Cloud zusätzlich zu den Kommunikationseinheiten eine Speichereinheit auf. Diese zentrale Speichereinheit dient zum Abspeichern der Messwerte und/oder daraus abgeleiteten Werten z.B. nachdem eine Fernbereichs-KommunikationsVerbindung zwischen Kommunikationseinheit und Datenverarbeitungs-Cloud durch den Nutzer am Abfragezeitpunkt hergestellt wurde. Abweichend davon kann sich die Datenverarbeitungs-Cloud in festen Intervallen mit jeder Kommunikationseinheit in Verbindung treten, um auf lokal gespeicherten Daten zuzugreifen, um diese auf der größeren zentralen Speichereinheit abzulegen. Ein Überlaufen der lokalen Speicher der Kommunikationseinheiten ist somit vermieden. In a further variant of the invention, measured values and / or values derived therefrom are stored in a memory in the data processing cloud. According to this advantageous further development, either only the data processing cloud or the data processing cloud has a storage unit in addition to the communication units. This central storage unit is used to store the measured values and / or values derived therefrom, for example after a long-range communication connection between the communication unit and the data processing cloud has been established by the user at the time of the query. Different of this, the data processing cloud can connect to each communication unit at fixed intervals in order to access locally stored data in order to store them on the larger central storage unit. Overflow of the local memory of the communication units is thus avoided.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung besteht fortwährend eine Fernbereichskommunikationsverbindung zwischen den Kommunikationseinheiten und der Datenverarbeitungs-Cloud, so dass die Messwerte und/oder daraus abgeleitete Werte fortwährend zur Speichereinheit der Datenverarbeitungs-Cloud übertragen und dort gespeichert werden, um im Abfragezeitpunkt mit anderen Daten, Werten oder Informationen zeitaufgelöst dargestellt werden zu können. According to a further variant of the invention, there is a continuous long-range communication connection between the communication units and the data processing cloud, so that the measured values and / or values derived therefrom are continuously transmitted to the storage unit of the data processing cloud and stored there in order to be able to use other data, values at the time of the query or information to be displayed in a time-resolved manner.
Zugangsdaten sind hier beispielsweise übliche Log-In-Daten.Access data are, for example, the usual log-in data.
So bestehen die Zugangsdaten beispielsweise aus einem Benutzernamen und einem Passwort, das dem Benutzernamen individuell zugeordnet ist. For example, the access data consists of a user name and a password that is individually assigned to the user name.
Vorteilhafterweise weisen die Messwerte Temperaturmesserte aufweisen. Zumindes einige der Temperaturmesserte werden beispielsweise von einem oder mehreren Sensoren erfasst, die in einem Tank oder Kessel des Hochspannungsgeräts angeordent sind. Die Temperartur des Islolierfluids wird vorteilhafterweise an mehreren Stellen im Tank erfasst. Weitere Messewerte sind beispielsweise derThe measured values advantageously have temperature readings. At least some of the temperature measurements are recorded, for example, by one or more sensors which are arranged in a tank or boiler of the high-voltage device. The temperature of the insulating fluid is advantageously recorded at several points in the tank. Other measured values are, for example, the
Feuchtigkeitsgehalt der Isolierfluide oder der Anteil eines Gases wie beispielweise Sauerstoff im Isolierfluid. Selbsverständlich können die Messwerte auch Strommesswerte umfassen. Moisture content of the insulating fluids or the proportion of a gas such as oxygen in the insulating fluid. Of course, the measured values can also include current measured values.
Vorteilhafterweise weist das Hochspannungsgerät wenigsten eine Wicklung auf, wobei wenigstens eine Sensor einen Wicklungsstrom erfast und als Messwert zur Verfügung stellt. Verteilhafterweise wird über eine Zugangsdaten umfassende Alterungsanfrage auf die an die Datenverarbeitungs-Cloud über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung zu gegriffen. The high-voltage device advantageously has at least one winding, with at least one sensor detecting a winding current and making it available as a measured value. Advantageously, an aging request that includes access data is used to access the data processing cloud via a long-range communication link.
Vorteilhafterweise werden mittels einer Antenne zur Positionsbestimmung, die in der Kommunikationseinheit angeordnet ist, die geografische Lage der jeweiligen Kommunikationseinheit und des damit verbundenen Hochspannungsgeräts ermittelt und auf Grundlage der geografischen Daten die Wetterbedingungen von einem Wetternachrichtendienst ermittelt. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung müssen die Wetterbedingungen Vorort nicht aufwändig erfasst werden. Vielmehr kann im Rahmen der Erfindung auf ohnehin - z.B. im Internet - vorhandene Daten zurückgegriffen werden. Die auf diese Weise gewonnenen Daten über die Wetterbedingungen können bei der Berechnung der tatsächlichen Lebensdauer ebenfalls berücksichtig werden. The geographical location of the respective communication unit and the associated high-voltage device are advantageously determined by means of an antenna for position determination, which is arranged in the communication unit, and the weather conditions are determined by a weather news service on the basis of the geographical data. According to this advantageous further development, the on-site weather conditions do not have to be recorded in a complex manner. Rather, within the scope of the invention, data that are already available - e.g. on the Internet - can be used. The data obtained in this way about the weather conditions can also be taken into account when calculating the actual service life.
Vorteilhafterweise ist jede Kommunikationseinheit mit einer Antenne zur Positionsbestimmung ausgerüstet. Each communication unit is advantageously equipped with an antenna for position determination.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm für ein Rechengerät, das zur Ausführung des obern dargestellten Verfahrens geeignet ist. The invention also relates to a computer program for a computing device which is suitable for carrying out the method presented above.
Ferner betrifft die Erfindung ein Speichermedium, auf dem ein solches Computerprogramm gespeichert ist. The invention also relates to a storage medium on which such a computer program is stored.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbespielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei Further useful refinements and advantages of the invention are the subject matter of the following description of exemplary embodiments of the invention with reference to the figures of the drawing, the same reference symbols referring to components having the same effect and where
Figur 1 eine schematische Darstellung einesFigure 1 is a schematic representation of a
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und Figur 2 einen Transformator mit Kommunikationseinheit undEmbodiment of the method according to the invention and Figure 2 shows a transformer with communication unit and
Datenverarbeitungs-Cloud schematisch verdeutlichen. Schematic illustration of the data processing cloud.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 schematisch. Es ist ein Alterungsberechnungs modul 2 gezeigt, das zu einem Anfragezeitpunkt eine Alterungsanfrage 2 erhält. Die Alterungsanfrage 2 beinhaltet die Frage, wie über welchen Zeitraum hinweg ein in der Alterungsanfrage angegebenes Hochspannungsgerät - hier ein Transformator - noch sicher betrieben werden kann. Figure 1 shows an embodiment of the method 1 according to the invention schematically. An aging calculation module 2 is shown which receives an aging request 2 at a request time. The aging request 2 contains the question of how over what period of time a high-voltage device specified in the aging request - here a transformer - can still be operated safely.
Dem Alterungsberechnungsmodul 2 werden darüber hinaus Messwerte 4 übermittelt, wobei die Messwerte 4 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Temperatur eines Isoliertluids im oberen Bereich eines Kessels des Transformators und den über eine Wicklungs des Transformators fließenden Wicklungsstrom umfassen. Weitere Messwerte beziehen sich auf die zur Verfügung stehende Kühlleistung und die vorausgesagten Wetterbedingungen am Ort des Transformators. Darüber hinaus wird dem Alterungsberechnungs modul 2 die bislang verbrauchte Lebensdauer 5 als Zustandsparameter zugeführt. In addition, measured values 4 are transmitted to the aging calculation module 2, the measured values 4 in the exemplary embodiment shown including the temperature of an insulating fluid in the upper region of a tank of the transformer and the winding current flowing through a winding of the transformer. Other measured values relate to the available cooling capacity and the forecast weather conditions at the location of the transformer. In addition, the aging calculation module 2 is supplied with the previously used service life 5 as a status parameter.
Die bereits verbrauchte Lebensdauer ist im Rahmen der Erfindung keineswegs grob abgeschätzt. Vielmehr wird die verbrauchte Lebensdauer fortwährend an Hand von Messwerten ermittelt und auf einer Speichereinheit 6 abgelegt. Auf Grundlage der so erfassten Lebensdauer oder mit anderen Worten des so erfassten Lebensdauerverbrauchs ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die Alterung des Transformators genauer zu bestimmen. The service life that has already been used is by no means roughly estimated within the scope of the invention. Rather, the used life is continuously determined on the basis of measured values and stored on a storage unit 6. On the basis of the service life recorded in this way, or in other words the service life consumption recorded in this way, it is possible within the scope of the invention to determine the aging of the transformer more precisely.
Ausgangsseitig stellt das Alterungsberechnugnsmodul 2 die Alterung des Transformators in Gestalt eines Alterungsparameters 7 bereit. On the output side, the aging calculation module 2 provides the aging of the transformer in the form of an aging parameter 7.
Figur 2 zeigt einen schematisch dargestellten Transformator 9 mit seinen drei Durchführungen 10, die an einem Tank 11 des Transformators 9 abgestützt sind. An ihrem vom Tank 11 abgewandten Ende, verfügen die Durchführungen 10 über einen so genannten Freiluftanschluss zum Anschluss einer luftisolierten Hochspannungsleitung einesFigure 2 shows a schematically illustrated transformer 9 with its three bushings 10, which are attached to a tank 11 of the Transformer 9 are supported. At their end facing away from the tank 11, the bushings 10 have what is known as an open-air connection for connecting an air-insulated high-voltage line
Energieversorgungsnetzes. Jede Durchführung 10 verfügt über einen inneren Hochspannungsleiter, der sich durch einen hohlen Isolator erstreckt. Dabei durchgreifen der Isolator und der Hochspannungsleiter die obere Wandung des Tanks 11 des Transformators 9 und erstrecken sich mit ihrem freien Ende in Ölraum des Tanks 11 hinein. Die Hochspannungsleiter jeder Durchführung 10 kann so mit der jeweiligen Oberspannungswicklung des Transformators verbunden werden kann. Jede Hochspannungswicklung ist konzentrisch zu einer Unterspannungswicklung angeordnet, durch die sich ein Schenkel eines magnetisierbaren Kerns erstreckt. Oberspannungs- und Unterspannungswicklungen sind so induktiv miteinander gekoppelt. Energy supply network. Each feedthrough 10 has an internal high voltage conductor that extends through a hollow insulator. The insulator and the high-voltage conductor reach through the upper wall of the tank 11 of the transformer 9 and extend with their free end into the oil space of the tank 11. The high-voltage conductor of each bushing 10 can thus be connected to the respective high-voltage winding of the transformer. Each high-voltage winding is arranged concentrically to a low-voltage winding through which a leg of a magnetizable core extends. High-voltage and low-voltage windings are inductively coupled to one another.
Der Tank 11 der Transformators 9 ist mit einem Isolierfluid befüllt, das zur Isolierung und zur Kühlung der beim Betrieb auf Hochspannung liegenden Wicklungen und des Kerns dient.The tank 11 of the transformer 9 is filled with an insulating fluid which is used to insulate and cool the windings, which are at high voltage during operation, and the core.
Der Transformator 9 verfügt ferner über eine Kühleinheit, die figürlich jedoch nicht dargestellt ist. The transformer 9 also has a cooling unit, which, however, is not shown in the figures.
Der Transformator 9 ist mit Temperatursensoren bestückt, die im Inneren des Tanks 11 zur Erfassung der Temperatur des Isoliertluids angeordnet sind und figürlich daher nicht dargestellt sind. Jeder Temperatursensor ist über eine Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 12 mit einer an dem Transformator 9 befestigten Kommunikationseinheit 13 verbunden, wobei die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 12 in diesem Fall als Kabel ausgeführt ist. Die Kommunikations einheit 13 ist wiederum über eine Fernbereichs- Kommunikationsverbindung 14 mit einer Datenverarbeitungs- Cloud 15 verbunden. The transformer 9 is equipped with temperature sensors which are arranged in the interior of the tank 11 to detect the temperature of the insulating fluid and are therefore not shown in the figures. Each temperature sensor is connected via a short-range communication link 12 to a communication unit 13 fastened to the transformer 9, the short-range communication link 12 in this case being designed as a cable. The communication unit 13 is in turn connected to a data processing cloud 15 via a long-range communication link 14.
Die von den Temperatursensoren erfassen Temperaturmesswerte werden über die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 12 zur Kommunikationseinheit 13 gesendet. Diese überträgt die Temperaturmesswerte über die Fernbereich-Kommunikations verbindung 14 zur Datenverarbeitungs-Cloud 15. Die Datenverarbeitungs-Cloud 15 verfügt über den in Figur 1 verdeutlichten Speicher 6 und berechnet die verbrauchteThe measured temperature values detected by the temperature sensors are transmitted via the short-range communication link 12 to the Communication unit 13 sent. This transmits the measured temperature values via the long-range communication connection 14 to the data processing cloud 15. The data processing cloud 15 has the memory 6 illustrated in FIG. 1 and calculates the amount used
Lebensdauer bzw. die Alterung des Transformators 9 anhand der erfassten Temperaturmesswerte sowie der erfassten Wicklungsströme nach dem oben genannten Standard. Auf diese Art und Weise wird der Lebensdauerverbrauch des Transformators 9 fortwährend ermittelt und steht demService life or aging of the transformer 9 on the basis of the recorded temperature measurement values and the recorded winding currents according to the above-mentioned standard. In this way, the life consumption of the transformer 9 is continuously determined and stands
Alterungsberechnungsmodul 2 gemäß Figur 2 bei Bedarf zur Verfügung. Aging calculation module 2 according to FIG. 2 is available if required.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren (1) zum Bestimmen der Alterung eines Hochspannungsgeräts (9), bei dem 1. Method (1) for determining the aging of a high-voltage device (9), in which
Messwerte (4) des Hochspannungsgeräts (9) mit Hilfe von Sensoren, die in oder an dem Hochspannungsgerät (9) angeordnet sind, fortwährend erfasst werden, die Messwerte (4) und/oder davon abgeleitete Werte an ein Alterungsberechnungsmodul (2) übertragen werden und das Alterungsberechnungsmodul (2) basierend auf den Messwerten (4) und/oder den davon abgeleiteten Werten eine Alterung des Hochspannungsgeräts (9) ermittelt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Messwerte (4) und/oder davon abgeleitete Werte über eine Nahbereichs-Kommunikationsverbindung (12) von den Sensoren zu einer Kommunikationseinheit (13) des Hochspannungsgeräts (9) übertragen werden, die Kommunikationseinheit (9) über eine Fernbereichs- Kommunikationsverbindung (14) mit einer Datenverarbeitungs- Cloud (15) verbindbar ist, wobei das Alterungsberechnungsmodul (2) auf der Datenverarbeitungs-Cloud (15) implementiert ist. Measured values (4) of the high-voltage device (9) are continuously recorded with the aid of sensors which are arranged in or on the high-voltage device (9), the measured values (4) and / or values derived therefrom are transmitted to an aging calculation module (2) and the aging calculation module (2) determines aging of the high-voltage device (9) based on the measured values (4) and / or the values derived therefrom, characterized in that the measured values (4) and / or values derived therefrom via a short-range communication link (12) are transmitted from the sensors to a communication unit (13) of the high-voltage device (9), the communication unit (9) can be connected to a data processing cloud (15) via a long-range communication link (14), the aging calculation module (2) being based on the data processing -Cloud (15) is implemented.
2. Verfahren (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Messwerte Temperaturmesserte aufweisen. 2. The method (1) according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the measured values have temperature readings.
3. Verfahren (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Hochspannungsgerät (9) einen mit einem Isolierfluid befüllten Tank (11) aufweist, wobei die Temperaturmesswerte die Temperatur des Isolierfluids umfassen. 3. The method (1) according to claim 2, characterized in that the high-voltage device (9) has a tank (11) filled with an insulating fluid, the temperature measured values including the temperature of the insulating fluid.
4. Verfahren (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Hochspannungsgerät (9) wenigstens eine Wicklung aufweist, wobei wenigstens ein Sensor einen über die Wicklung fließenden Wicklungsstrom erfasst und ausgangsseitig als Messwert zur Verfügung stellt. 4. The method (1) according to any one of claims 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the high-voltage device (9) has at least one winding, at least one sensor detecting a winding current flowing through the winding and making it available as a measured value on the output side.
5. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Alterung des Hochspannungsgeräts (9) fortwährend berechnet und auf einer Speichereinheit (6) der Datenverarbeitungs-Cloud (15) abgelegt wird. 5. The method (1) according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the aging of the high-voltage device (9) is continuously calculated and stored on a storage unit (6) of the data processing cloud (15).
6. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Alterungsanfrage an die Datenverarbeitungs-Cloud (15) über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung (14) versendbar ist. 6. The method (1) according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an aging request can be sent to the data processing cloud (15) via a long-range communication link (14).
7. Verfahren (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mittels einer Antenne zur Positionsbestimmung, die in einer Kommunikationseinheit (13) angeordnet ist, die geographische Lage der jeweiligen Kommunikationseinheit (13) und des damit verbundenen Hochspannungsgeräts (9) wird. 7. The method (1) according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that by means of an antenna for position determination, which is arranged in a communication unit (13), the geographical location of the respective communication unit (13) and the associated high-voltage device (9).
8. Computerprogramm für ein Rechengerät, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 geeignet ist. 8. Computer program for a computing device, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that it is suitable for carrying out the method according to one of claims 1 to 7.
9. Speichermedium, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass auf ihm ein Computerprogramm nach dem Anspruch 8 gespeichert ist. 9. Storage medium, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a computer program according to claim 8 is stored on it.
PCT/EP2020/083454 2019-12-03 2020-11-26 Method for determining the ageing of a high-voltage device WO2021110523A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019218803.6 2019-12-03
DE102019218803.6A DE102019218803A1 (en) 2019-12-03 2019-12-03 Method for determining the aging of a high voltage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021110523A1 true WO2021110523A1 (en) 2021-06-10

Family

ID=73834454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/083454 WO2021110523A1 (en) 2019-12-03 2020-11-26 Method for determining the ageing of a high-voltage device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019218803A1 (en)
WO (1) WO2021110523A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023083599A1 (en) * 2021-11-10 2023-05-19 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Method for simulating a transformer

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1786083A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-16 Union Fenosa Distribucion, S.A. Method and system for monitoring power transformers
DE102007026175A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Areva Energietechnik Gmbh Method for detection of aging of electrical transformer, involves calculating aging rate of electrical transformer, and determining factor, where factor is combined with aging rate
WO2015027127A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Abb Inc. Oil-immersed transformed thermal monitoring and prediction system
EP3091628A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-09 General Electric Company Integrated transformer health monitoring architecture
US20170011612A1 (en) * 2011-12-16 2017-01-12 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer
US20170054923A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 NeoGenesys, Inc. Methods and systems for remote monitoring of electrical equipment
US20170168034A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Roger Alan FENTON Monitoring power devices
DE202018102060U1 (en) * 2018-04-16 2018-06-08 Abb Schweiz Ag Digital monitoring unit for a transformer
WO2018165636A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Abb Schweiz Ag Smart grid distribution transformer
US20190304673A1 (en) * 2018-03-30 2019-10-03 General Electric Company System and method for transformer control
WO2020160590A1 (en) * 2019-02-05 2020-08-13 Aurtra Pty Ltd A sensor for transformer condition assessment
EP3715878A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining the overload capability of a high voltage device
EP3716437A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for monitoring the operating state of high voltage devices in a power supply network
WO2020204685A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Автономная Организация Образования "Назарбаев Университет" Method for the real-time monitoring of load, vibration and wear in distribution transformers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1046760B (en) * 1956-07-31 1958-12-18 Siemens Ag Device for monitoring the windings of electrical machines
JP6419234B2 (en) * 2017-02-28 2018-11-07 株式会社テクロック Measurement solution service provision system
DE102017219383A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Robert Bosch Gmbh A method of detecting a condition of a product and methods of setting up the product and a data network therefor
DE102018207241A1 (en) * 2018-05-09 2019-11-14 Robert Bosch Gmbh Sensor system and radio unit for detecting an environmental situation
DE102018216475A1 (en) * 2018-09-26 2020-03-26 Siemens Aktiengesellschaft High-voltage switchgear with sensor array and method for using the sensors

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1786083A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-16 Union Fenosa Distribucion, S.A. Method and system for monitoring power transformers
DE102007026175A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Areva Energietechnik Gmbh Method for detection of aging of electrical transformer, involves calculating aging rate of electrical transformer, and determining factor, where factor is combined with aging rate
DE102007026175B4 (en) 2007-06-05 2009-10-01 Areva Energietechnik Gmbh Method for determining the aging of an electrical transformer
US20170011612A1 (en) * 2011-12-16 2017-01-12 Virginia Transformer Corporation System and method for monitoring and controlling a transformer
WO2015027127A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Abb Inc. Oil-immersed transformed thermal monitoring and prediction system
EP3091628A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-09 General Electric Company Integrated transformer health monitoring architecture
US20170054923A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 NeoGenesys, Inc. Methods and systems for remote monitoring of electrical equipment
US20170168034A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Roger Alan FENTON Monitoring power devices
WO2018165636A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Abb Schweiz Ag Smart grid distribution transformer
US20190304673A1 (en) * 2018-03-30 2019-10-03 General Electric Company System and method for transformer control
DE202018102060U1 (en) * 2018-04-16 2018-06-08 Abb Schweiz Ag Digital monitoring unit for a transformer
WO2020160590A1 (en) * 2019-02-05 2020-08-13 Aurtra Pty Ltd A sensor for transformer condition assessment
EP3715878A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining the overload capability of a high voltage device
EP3716437A1 (en) * 2019-03-28 2020-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for monitoring the operating state of high voltage devices in a power supply network
WO2020204685A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Автономная Организация Образования "Назарбаев Университет" Method for the real-time monitoring of load, vibration and wear in distribution transformers

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ADNAN SECIC ET AL: "Vibro-Acoustic Methods in the Condition Assessment of Power Transformers: A Survey", IEEE ACCESS, vol. 7, 1 January 2019 (2019-01-01), pages 83915 - 83931, XP055733464, DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2923809 *
LANGAN R H ET AL: "Advanced transformer performance analysis for the 1990s", PROCEEDINGS OF THE POWER ENGINEERING SOCIETY TRANSMISSION AND DISTRIBUTION CONFERENCE. DALLAS, SEPT. 22 - 27, 1991; [PROCEEDINGS OF THE POWER ENGINEERING SOCIETY TRANSMISSION AND DISTRIBUTION CONFERENCE], NEW YORK, IEEE, US, vol. -, 22 September 1991 (1991-09-22), pages 613 - 619, XP010053819, ISBN: 978-0-7803-0219-8, DOI: 10.1109/TDC.1991.169569 *
TENBOHLEN S ET AL: "ON-LINE CONDITION MONITORING OF POWER TRANSFORMERS", 2000 IEEE POWER ENGINEERING SOCIETY. WINTER MEETING. CONFERENCE PROCEEDINGS. SINGAPORE, JAN. 23-27, 2000; [IEEE POWER ENGINEERING SOCIETY WINTER MEETING], NEW YORK, NY : IEEE, US, 23 January 2000 (2000-01-23), pages 2211 - 2216, XP000967813, ISBN: 978-0-7803-5936-9 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019218803A1 (en) 2021-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012139658A2 (en) Low-voltage distribution system and method for operating the same
WO2016023585A1 (en) Method and system for monitoring the operating state of an energy supply network
EP3254124A1 (en) Device and method for determining a parameter of a transformer
DE102017221298A1 (en) Measuring device and method for detecting a transferred from a charging station electrical energy
WO2020193074A1 (en) Method and system for monitoring the operating state of an energy supply network
EP3715878B1 (en) Method for determining the overload capability of a high voltage device
WO2021110523A1 (en) Method for determining the ageing of a high-voltage device
EP2342574B1 (en) Fault location in electrical power supply grids using the distance protection principle
EP3770617B1 (en) Method and system for monitoring at least one inductive operating equipment
WO2020193058A1 (en) Method and system for monitoring the operating state of high voltage devices of a power supply grid
EP3155490B1 (en) Method, arrangement and computer program product for a condition-based calculation of a maintenance date of a technical installation
WO2009012799A1 (en) Method for locating a ground fault according to the distance protection principle and electric distance protection device
DE102020212254A1 (en) Method for determining the overload capacity of a high-voltage device
EP3090267A1 (en) Method for locating a short circuit in an electrical grid comprising at least one line section
DE102021119207A1 (en) Device and method for identifying an assignment of a phase connection of an electrical device to a phase conductor connected to it
EP4105667B1 (en) Method for measuring the partial discharge of at least one medium voltage cable of a medium voltage network
WO2024061486A1 (en) Measurement data processing device for oil transformers and measuring system
DE102020118490B4 (en) Method and system for determining a parameter
EP3864420B1 (en) Method for measuring electrical currents and voltages, and energy meter
DE102007007167B4 (en) Short circuit indicator for medium voltage electrical installations and method for identifying a sensor
DE102021113827A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR CONDITION ASSESSMENT OF ELECTRICAL EQUIPMENT
WO2014139571A1 (en) Method and device for specifying a fault location in an electrical power supply network
WO2022002486A1 (en) System and method for optimizing a switching state of a switching arrangement of an electrical distribution arrangement
EP4002628A1 (en) Method for the automated recognition of a switching matrix of electricity consumers connected to a three-phase distribution network, in particular charging devices for electrical energy storage devices and charging device
DE102021134031A1 (en) CONDITION ANALYSIS OF ELECTRICAL EQUIPMENT

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20824107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20824107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1