Schutztechnik für die digitale Substation

Niederohmige Erdschlüsse werden in der Regel von Schutzgeräten wie dem SIPROTEC 7SN60 sicher beherrscht. Die hohe Abtastrate der SIPROTEC 5 Geräte erlaubt die Integration neuer, empfindlicher, digitaler Verfahren zur sicheren Erkennung von hochohmigen Erdschlüssen. Hier sind die Signalanteile, die durch das Entladen und Aufladen der Erdkapazitäten des Netzes hervorgerufen werden, von besonderem Interesse.

Die Wirkleistung im Nullsystem ist ein gutes Kriterium zur Bestimmung der Erdschlussrichtung. Da die Aufladung bei hochohmigen Erdschlüssen über längere Zeit stattfindet, ist dieser Wirkleistungsanteil während dieser Zeit vorhanden und kann ab Fehlereintritt integriert werden. Damit ergibt sich die Wirkenergie im Nullsystem.

Strahlennetze stellen für die Bestimmung der Richtung kein Problem dar. In vermaschten Netzen können betriebliche Nullströme das Richtungsergebnis verfälschen. Diese betrieblichen Nullströme werden für die korrekte Richtungsbestimmung durch den neuen Algorithmus eliminiert.

Mit Phasor Measurement Units (PMUs) wird an ausgewählten Stationen des Übertragungsnetzes eine Messung von Strom und Spannung nach Betrag und Phase vorgenommen. Durch die hochgenaue Zeitsynchronisierung (über GPS) können die Messwerte (Synchrophasor) aus verschiedenen, weit voneinander entfernten Unterstationen miteinander verglichen werden und aus den Phasenwinkeln und dynamischen Verläufen Rückschlüsse auf den Systemzustand und dynamische Ereignisse wie Leistungspendelungen gezogen werden. 

Alle SIPROTEC 5 Geräte unterstützen die PMU-Funktionalität. Wird die Option “Phasor Measurement Unit“ gewählt, so ermitteln die Geräte Strom- und Spannungszeiger, versehen diese mit hochgenauen Zeitstempeln und senden sie zusammen mit weiteren Messwerten (Frequenz, Frequenzänderungsgeschwindigkeit) über das Kommunikationsprotokoll IEEE C37.118 an eine Auswertestation. Mit Hilfe der Synchrophasoren und des Auswerteprogrammes SIGUARD PDP können Netzpendelungen automatisch erkannt und Alarme in der Leitstelle ausgelöst werden. 

SIGUARD PDP (Phasor Data Processor) ist ein System zur Netzüberwachung (Grid Monitoring, Wide Area Monitoring), das als Messgrößen Zeiger (Synchrophasor) aus Phasor Measurement Units als Messwertgeber nutzt. Es hilft die aktuelle Netzsituation schnell zu erkennen und stellt Pendelungen und Ausgleichsvorgänge ohne Verzögerung transparent dar. Eine Abbildung der jeweiligen Netztopologie ist dazu nicht erforderlich. Das Tool unterstützt das Leitstellenpersonal bei der Beurteilung kritischer Netzsituationen und trägt dazu bei, passende Maßnahmen zu ergreifen. Da sämtliche Messergebnisse gespeichert werden, lassen sich Netzstörungen in kürzester Zeit analysieren

DIGSI 5 ist das universelle Engineering-Werkzeug für die Parametrierung, Inbetriebnahme und Bedienung aller SIPROTEC 5 Geräte. Seine innovative Bedienoberfläche enthält kontextsensitive Bedienhinweise. Die einfache Verbindung mit dem Gerät über USB ermöglicht einfaches und effizientes Arbeiten mit einem Gerät. Die volle Leistungsstärke von DIGSI 5 entfaltet sich, wenn Sie es mit einem Netzwerk von Schutzgeräten verbinden: Dann können Sie mit allen Geräten einer Unterstation in einem Projekt arbeiten. DIGSI 5 bietet überlegene Bedienbarkeit und ist für Ihre Arbeitsabläufe optimiert. Nur die Informationen werden angezeigt, die Sie zur Erledigung Ihrer Aufgaben tatsächlich benötigen. Durch erweiterte Filtermechanismen können diese weiter reduziert werden. Die konsequente Verwendung ausgeklügelter und einheitlicher Mechanismen in den Bedienoberflächen erfordert weniger Schulung.