Gabriele Ribichini

Montag, 22. Juli 2024 · 0 min read

Überprüfung der Netzkonformität von Stromquellen

Wir leben in einer historischen Periode, in der klar ist, dass es sehr hohe Risiken birgt, nur in eine einzige Energiequelle zu investieren. Für die Stabilität einer Volkswirtschaft ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Energieversorgung aus einem Mix verschiedener Energiequellen erfolgt, und noch besser, wenn dieser Mix einen hohen Anteil an erneuerbaren Energiequellen enthält.

Einige dieser erneuerbaren Energiequellen haben inzwischen einen fortgeschrittenen Industrialisierungsgrad erreicht und sind seit Jahren Teil des Energiemixes. Zu den am weitesten verbreiteten gehören die Photovoltaik- und Windkraftanlagen, die in Italien bereits fest etabliert sind.

Im Laufe der Jahre haben wir viel innoviert, aber sowohl bei der Erzeugung als auch beim intelligenten Stromnetz (Smart Grid) gibt es noch viel zu tun. Denken Sie nur an den Strom, der aus Meereswellen erzeugt werden könnte (Wellenenergie-Konverter). Italien könnte hier dank der Reaktivierung von Schiffbaukapazitäten und seiner langen Küstenlinie eine weltweite Führungsposition einnehmen.

Leider befinden sich diese Technologien trotz der unzähligen Vorteile, die sie für die Gemeinschaft hätten, fast noch im Prototypstadium.

In jüngster Zeit sind mehrere Offshore-Windparks entstanden, wie sie im Norden Europas bereits weit verbreitet sind. Hier könnte eine Kombination aus wind- und wellengetriebenen Generatoren zur Stabilisierung des Netzes beitragen. Da die Infrastruktur einen großen Teil der Baukosten ausmacht, würde die Nutzung der gleichen Netzinfrastruktur diese Kosten senken.

In Anbetracht der unbeständigen Natur der verschiedenen erneuerbaren Energiequellen können die an das öffentliche Stromnetz angeschlossenen Generatoren jedoch keine stabile und sichere Stromerzeugung gewährleisten. Selbst eine diversifizierte Produktion, die Photovoltaik, Solarthermie, Wind- und Wellenenergie kombiniert, garantiert nicht die gleiche Spannungsstabilität wie thermodynamische oder nukleare Energiequellen.

All dies unterstreicht die Notwendigkeit eines Netzwerks intelligenter Systeme oder Stromnetze – sich selbst regulierender Netze, die mit allen Instabilitäten umgehen können, die in großen geografischen Gebieten zu erheblichen Problemen führen können.

Wenn Kraftwerke eine hohe Produktionsleistung erreichen, werden sie direkt mit dem nationalen Hochspannungsnetz verbunden. Auf dieser Ebene könnte jede Instabilität das gesamte nationale Netz beeinträchtigen. Deshalb achtet der italienische Übertragungsnetzbetreiber Terna SpA besonders auf die Selbstregulierung der Energieflüsse an den verschiedenen Austauschknotenpunkten.

Netzkodizes

Netzkodizes sind technische Spezifikationen, die die Parameter festlegen, die jede an ein öffentliches Stromnetz angeschlossene Anlage erfüllen muss, damit ein sicheres, zuverlässiges und wirtschaftlich einwandfreies Funktionieren des Systems gewährleistet bleibt.

Netzkodizes der Europäischen Union

Die grenzüberschreitenden Stromnetze in Europa werden nach bestimmten Vorgaben betrieben, die die Arbeit der Betreiber regeln und vorgeben, wie der Zugang zu Strom für Nutzer in der gesamten EU zu gewährleisten ist. In der Vergangenheit wurden diese Vorgaben für den Netzbetrieb und den Stromhandel auf nationaler Ebene ausgearbeitet. Da die Stromnetze zwischen den Ländern zunehmend stärker miteinander verflochten sind, werden die Stromflüsse im Energiebinnenmarkt inzwischen wirksam durch EU-weite Vorschriften geregelt.

Die EU hat europaweit harmonisierte Standards eingeführt, um den Markt für Erzeugungstechnologien anzukurbeln und die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen. Die Verordnung (EU) 2016/631 der Kommission vom 14. April 2016 legt gemeinsame Standards fest, die die Erzeuger für den Anschluss an das EU-interne Stromnetz einhalten müssen. Sie enthält detaillierte technische Vorschriften, die sich  in erster Linie auf den Anschluss neuer Stromerzeugungsanlagen an die nationalen Netze beziehen.

Bei diesen auch als Netzkodizes oder Leitlinien bezeichneten Vorschriften handelt es sich um rechtsverbindliche EU-Verordnungen. Zusammen mit der Verordnung (EG) Nr. 714/2009 über die Netzzugangsbedingungen für den grenzüberschreitenden Stromhandel regeln sie alle grenzüberschreitenden Strommarkttransaktionen und den Netzbetrieb. Auch wenn die neuen Regeln mitunter als „Leitlinien“ und nicht als „Netzkodex“ bezeichnet werden, haben sie den gleichen Status – beide sind rechtsverbindliche Verordnungen.

Die europäischen Netzkodizes weisen einige Ähnlichkeiten auf, unterscheiden sich in den verschiedenen Ländern und Regionen aber auch voneinander. Der Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber (European Network of Transmission System Operators for Electricity, ENTSO-E) koordiniert die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) in Europa. ENTSO-E hat eine Reihe gemeinsamer Netzanschlussbedingungen entwickelt, die von den Übertragungsnetzbetreibern in ganz Europa verwendet werden sollen. Diese gemeinsamen Bedingungen sind als Netzkodex über die Anforderungen an den Netzanschluss (ENTSO-E Network Code on Requirements for Grid Connection) bekannt.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass jedes Land oder jede Region zusätzliche, für das jeweilige Gebiet spezifische Anforderungen haben kann. So können einige Länder strengere Bedingungen für erneuerbare Energiequellen haben, während andere Länder abweichende Anforderungen an die Netzstabilität stellen. Zudem können verschiedene Netzkodizes unterschiedliche Anforderungen an die Auslegung und den Betrieb des Netzes sowie an den Schutz des Netzes vor Störungen stellen

Netzkodizes weltweit

Netzkodizes für andere Regionen der Welt können Ähnlichkeiten mit den europäischen Netzkodizes aufweisen, aber auch erhebliche Unterschiede. Die North American Electric Reliability Corporation (NERC) beispielsweise ist eine Organisation, die die Übertragung und Erzeugung elektrischer Energie in Nordamerika koordiniert und eine Reihe von Normen für die Verbundnetze in den Vereinigten Staaten, Kanada und Mexiko entwickelt hat. Diese Standards sind als NERC-Normen zum Schutz kritischer Infrastrukturen (Critical Infrastructure Protection, CIP) bekannt.

In Asien hat jedes Land seine eigenen Netzkodizes und Vorschriften. So hat beispielsweise die indische Zentrale Elektrizitätsbehörde (Central Electricity Authority, CEA) einen Netzkodex (Indian Grid Code, IGC) entwickelt, der die technischen und betrieblichen Anforderungen für das indische Stromnetz festlegt.

Die Netzkodizes und Vorschriften in anderen Regionen der Welt werden auch von Faktoren wie dem spezifischen Energiemix, dem Integrationsgrad erneuerbarer Energiequellen und der Struktur des Strommarktes beeinflusst. Daher müssen Sie mit den spezifischen Netzkodizes und Vorschriften vertraut sein, die für das Land oder die Region gelten, in der Sie arbeiten.

Netzkonformität

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Einhaltung des Netzkodex durch eine Stromquelle zu überprüfen, darunter

  • Inspektion: Ein Inspektor kann das Netz und seine Komponenten physisch überprüfen, um sicherzustellen, dass sie den relevanten Normen und Vorschriften entsprechen.

  • Tests: Es können Tests am Netz und seinen Komponenten durchgeführt werden, um die Performance zu messen und die Einhaltung der Vorschriften zu gewährleisten.

  • Zertifizierungsverfahren: Unabhängige Organisationen können zertifizieren, dass ein Stromversorgungsnetz die erforderlichen Normen und Vorschriften erfüllt.

  • Audit: Es kann ein Audit durchgeführt werden, um zu prüfen, ob das Stromversorgungsnetz in Übereinstimmung mit den geltenden Vorschriften und Normen betrieben wird.

  • Simulation: Mithilfe von Software und einem Modell des Stromnetzes kann die Einhaltung der Vorschriften per Simulation des Netzes in verschiedenen Szenarien und unter unterschiedlichen Bedingungen überprüft werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass die spezifische Methode oder Kombination von Methoden von den Vorschriften und Normen abhängt, die für die Stromquelle und das betreffende Netz gelten.

Der italienische Netzkodex – Anhang A.18

Das nationale italienische Stromübertragungsnetz (Rete elettrica di Trasmissione Nazionale, RTN) ist ein Leitungssystem, durch das der Strom auf niedrigeren Spannungsebenen zwischen den verschiedenen Erzeugungsanlagen und den Hauptumspannungsknoten fließt. Das 220-kV-Netz wird von einem nicht zu vernachlässigenden Anteil der Kraftwerke gespeist und übernimmt teilweise auch Funktionen in der Hochspannungsverteilung. Das 150-132-120-kV-Netz übernimmt die Hochspannungsverteilung, indem es die primären Hoch-/Mittelspannungsschaltanlagen oder direkt die großen Stromverbraucher versorgt.

Alle an das italienische Stromnetz angeschlossenen Systeme müssen regelmäßig getestet und überprüft werden, wie im italienischen Netzkodex beschrieben. 

In diesem Artikel werde ich auf die entscheidenden Aspekte dieser Kontrollen eingehen, die alles andere als trivial sind und die meisten der auf dem Markt erhältlichen Messsysteme überfordern.

Anhang A.18 des italienischen Netzkodex ist ein technischer Leitfaden, in dem beschrieben wird, wie man „die Konformität der Produktionsanlagen mit den technischen Anforderungen des Betreibers“ TERNA SpA überprüft.

Revision 02 vom 15. Februar 2021 enthält die technischen Anschlussanforderungen, die sich aus dem Europäischen Netzkodex (RfG-Verordnung) ergeben.

Anwendungsbereich

Die in Anhang A.18 enthaltenen Anforderungen gelten für Erzeugungsanlagen, die an das nationale italienische Stromnetz angeschlossen sind.

Mit der Zunahme der Erzeugung aus erneuerbaren Energien nimmt die Anzahl der direkt an das nationale Stromnetz angeschlossenen hochleistungsfähigen Produktionsanlagen zu. Diese Anlagen und insbesondere die Regelungseinrichtungen müssen den Anforderungen des Netzkodex und der zugehörigen Anhänge sowie den in Anhang A.18 beschriebenen Verfahren und Methoden zur Durchführung der Kontrollen selbst entsprechen.

Zu messende Größen

In Abschnitt 8 des Anhangs A.18 sind alle Größen aufgeführt, die für die jeweiligen Generatortypen zu erfassen sind:

Synchrongeneratoren

  • P: momentane dreiphasige Wirkleistung des Aggregats

  • Q: dreiphasige Blindleistung des Aggregats

  • V: Effektivspannung des Stromaggregats

  • I: Effektivstrom des Stromaggregats

  • f: Netzfrequenz

  • Vf: Erreger-/Feldspannung des Stromaggregats

  • w: Rotordrehzahl

  • dfsim: simulierter Frequenzfehler

  • freg: vom Drehzahl-/Leistungsregler gemessene Netzfrequenz

  • Prif: Wirkleistungssollwert

  • Preg: vom Drehzahl-/Leistungsregler gemessene Wirkleistung

  • dVref: Variation der simulierten Maschinenspannungsreferenz

  • Vrif: Maschinenspannungssollwert

  • Vsi1: PSS-Frequenzeingang (falls zutreffend)

  • Vsi2: PSS-Leistungseingang (falls zutreffend)

  • Vst: PSS-Ausgang (falls zutreffend)

  • AVRo: Ausgang des Spannungsreglers

  • Vaux: Versorgungsspannung für Hilfsdienste

  • Livq: reaktives Level der SART-Regelung, sofern anwendbar

  • Qlim: SART-Grenzwert für momentane Blindleistung (Über- und Untererregung), sofern anwendbar

  • Vrif RTS: Referenz des RTS-Bus-Kalibrators des automatischen Spannungsregelungssystems (SART), sofern anwendbar

Auslösung der Übererregungsgrenze

Auslösung der Untererregungsgrenze

  • Paux: Leistungsaufnahme durch die Hilfsdienste

  • VAT: Spannung auf der Hoch-/Höchstspannungsseite

  • PAT: Wirkleistung auf der Hoch-/Höchstspannungsseite des Aufwärtstransformators

  • QAT: Blindleistung auf der Hoch-/Höchstspannungsseite des Aufwärtstransformators

HV-Schalterstellung

  • Tap: Stellung des Laststufenschalters am Aufwärtstransformator (falls zutreffend)

Herkömmliche Dampfturbinen-Synchrongeneratoren

  • Turbinen-Einlassdruck

  • Turbinenanforderung

  • Stellung der Dampfeinlassventile

  • Wasserstand im Zylindermantel (falls zutreffend)

  • Stellung der Bypass-Ventile

Gasturbinen-Synchrongeneratoren im offenen oder kombinierten Zyklus

  • Brennstoffanforderung Gasturbine

  • Abgastemperatur Gasturbine

  • Referenztemperatur Gasturbinenregelung

  • Eingriff der Temperaturregelung Gasturbine

  • Stellung der Einlassleitschaufel (IGV)

  • Wasserstand in den Zylindermänteln (für kombinierte Zyklen)

  • Stellung der Einlassventile Dampfturbine (für kombinierte Zyklen)

  • Stellung der Bypass-Ventile Dampfturbine (für kombinierte Zyklen)

  • Umgebungstemperatur

  • Umgebungsdruck

  • Umgebungsfeuchte

Stromerzeugungsparks (Power Parl Module, PPM)

  • P: vom PPM am Netzanschlusspunkt erzeugte dreiphasige Wirkleistung

  • Q: vom PPM am Netzanschlusspunkt erzeugte dreiphasige Blindleistung

  • V: Effektivspannung am Netzanschlusspunkt des PPM

  • I: Effektivstrom am Netzanschlusspunkt des PPM

  • f: Netzfrequenz am Netzanschlusspunkt

  • dfsim: simulierter Frequenzfehler

  • freg: vom PPC gemessene Netzfrequenz

  • Prif: Wirkleistungsreferenz PPM

  • Pme: maximale Leistungsabgabe des PPM je nach Umgebungsbedingungen

  • Preg: vom PPC gemessene Wirkleistung

Signal zur Begrenzung der Wirkleistung

  • dVref: Variation der simulierten Spannungsreferenz

  • Vref: Spannungsreferenz des PPM

  • Qref: Blindleistungsreferenz PPM

  • Qlim: maximale lieferbare/aufnehmbare Blindleistung des PPM (Über- und Untererregung))

Erreichen der maximal lieferbaren Blindleistung (Übererregung)

Erreichen der maximal aufnehmbaren Blindleistung (Untererregung)

HV-Schalterstellung

  • Tap: Stellung des Laststufenschalters am Aufwärtstransformator (falls zutreffend)

Umgebungstemperatur

Fotovoltaikanlagen

  • Sonneneinstrahlung

Windkraftanlagen

  • Durchschnittliche Windgeschwindigkeit

  • Luftdichte

  • Umgebungsdruck

  • Umgebungsfeuchte

Mindestanforderungen an die Messgeräte

Die meisten handelsüblichen Geräte sind nicht in der Lage, die Messungen durchzuführen, die von den nationalen Netzkodizes gefordert werden.

Die Prüf- und Testverfahren erfordern den Einsatz mehrerer verschiedener Instrumente bzw. Verfahren:

  • Spannungs- und Stromwandler

  • Wirk- und Blindleistungsfähigkeit

  • Frequenzberechnungen

  • Mittelwertwandler für die Erregerspannung

  • Schnelles Registrierungssystem

  • Funktionsgenerator

  • Programmierbarer Generator für dreiphasige Spannungen und Ströme

  • Oberschwingungsanalysator

  • isolierter Netzwerksimulator

Alle fett hervorgehobenen Funktionen bzw. Aufgaben können von einem einzigen Dewesoft-Gerät übernommen werden.

Abb. 2: Ein Dewesoft-Instrument ist kein gewöhnlicher Leistungsmesser, sondern bietet viele zusätzliche Funktionen, die vom Netzkodex gefordert werden

Spannungs- und Strommesswandler, Wirkleistungs-, Blindleistungs- und Frequenzberechnungen

In Anhang A.18 des italienischen Netzkodex sind die folgenden Mindestanforderungen für die Wandler und die Berechnungsergebnisse angegeben.

Messgenauigkeit

Anhang 18 des Netzkodex fordert:

  • Genauigkeit gleich oder besser als ± 0,2 % des Skalenendwerts für Spannungs- und Strommessungen

  • Genauigkeit gleich oder besser als ± 0,5 % des Skalenendwerts für Wirk- und Blindleistungsmessungen

  • Auflösung bei Spannungs-, Strom-, Wirk- und Blindleistungsmessungen gleich oder besser als 0,1 % des Skalenendwerts

Ein SIRIUS-System von Dewesoft garantiert eine Genauigkeit von 0,03 % des Messwerts für die Gleichspannungsmessung, während die Genauigkeit der Strommessung direkt vom gewählten Stromwandlertyp abhängt.

Spannungs- und Stromwandler weisen frequenzabhängig immer einen Amplitudenfehler und eine Phasenverschiebung auf, die mithilfe einer speziellen Sensordatenbankfunktion in DewesoftX kompensiert werden können.

Abb. 3: Die in DewesoftX integrierte Sensordatenbank ermöglicht es, durch eine Kalibrierung Messgenauigkeiten zu erreichen, die weit über den Nennspezifikationen des Wandlers liegen

Mit der Kalibriertechnologie der Dewesoft-Software können Amplitude und Phase im Frequenzbereich von DC bis 1 MHz korrigiert werden (z. B. bei Ferromagnetkern-Stromzangen, AC/DC-Stromzangen oder Rogowski-Spulen).

Abb. 4: Die Kombination hochleistungsfähiger Software mit nicht minder effizienter Hardware macht Dewesoft-Leistungsmessgeräte einzigartig

Für die elektrische Leistungsanalyse sind hochpräzise Verstärker unerlässlich. Die SIRIUS-Hochgeschwindigkeitsverstärker für Hoch- und Niederspannungseingänge setzen neue Maßstäbe bei der Messgenauigkeit. Sie erreichen zwischen 0 Hz und 1 kHz eine Genauigkeit von 0,03 % des Messwertes. Dieser Aspekt ist einzigartig in der Welt der Leistungsanalysatoren und Leistungsmesser, insbesondere bei Messungen an Frequenzumrichtern, wo genauere Messergebnisse benötigt werden.

Abb. 5: Andere Hersteller bieten oft eine hohe Genauigkeit bei 50/60Hz, weisen bei anderen Frequenzen aber wesentlich größere Abweichungen auf

Die für ein Dewesoft-Leistungsmessgerät/Netzanalysator berechnete Auflösung der Messungen und der  Leistungsparameter hängt mit dem Rauschabstand des Gerätes zusammen. Mit der DualCoreADC®-Technologie erreichen SIRIUS-Systeme ein Signal-Rausch-Verhältnis von mehr als 130 dB und einen Dynamikbereich über 160 dB. Diese Performance ist 20-mal besser als die üblicher 24-Bit-Systeme und das bei 20-mal geringerem Rauschen.

Frequenzmessung

Anhang 18 des Netzkodex fordert:

  • Genauigkeit besser als 5 mHz für die Frequenzmessung

  • Auflösung bei der Frequenzmessung besser als oder gleich 5 mHz

Nur mit einer hohen Genauigkeit der Netzfrequenz ist es möglich, Harmonische genau aus dem Signal zu extrahieren und präzise Berechnungen der elektrischen Leistung durchzuführen.  

Die DewesoftX-Software umfasst einen PLL-Algorithmus, der eine sehr genaue Messung der elektrischen Frequenz (1 mHz) gewährleistet. Ein Dewesoft-Leistungsmessgerät/Netzanalysator kann auch elektrische Leistungsberechnungen über mehrere unabhängige Netzwerke mit unterschiedlichen Frequenzen hinweg durchführen.

Es stehen alternative Algorithmen für die Frequenzextraktion zur Verfügung, die eine sehr schnelle Reaktion ermöglichen, z. B. eine Frequenzaktualisierung pro Periode.

Berechnungsintervall

Anhang 18 des Netzkodex fordert:

  • Reaktionszeit gleich oder geringer als 50 ms

  • Berechnung der Effektivwerte für alle Anteile der sinusförmigen Wechselspannung in nicht mehr als 40 ms

Das auf der DewesoftX-Software basierende Leistungsmessgerät erlaubt die Berechnung der periodischen Komponenten der Leistungsparameter (einschließlich der Effektivwerte) mit einem frei programmierbaren Intervall (bis zu einem Minimum von 0,5 ms).

Periodenwerte

Wir können Periodenwerte (Werte für Spannung, Strom und Leistung) berechnen für:

  • Perioden = jeweils = ½, 1, 2 oder 4 Perioden (wählbar aus einer Dropdown-Liste)

  • Überlappung = 0 %, 25 %, 50 %, 75 %, 95 % oder 99 % (wählbar aus einer Dropdown-Liste)

Die Berechnung der periodischen Komponenten erlaubt es, die Leistungsparameter bis zu einer halben Periode (50 ms) zu erhalten; eine zusätzliche Datenüberlagerungsfunktion (Überlappung) ermöglicht die Berechnung der relevanten Parameter in kürzeren Intervallen (bis 0,5 ms).

Diese Berechnungsgeschwindigkeit ist gut für die Analyse der Antwort von Hochspannungswechselrichtern auf Transienten geeignet.

Mittelwertwandler

Ein Dewesoft-System ist nicht einfach nur ein Leistungsmesser/Netzanalysator. Die Rohsignale sind immer für jegliche mathematische Verarbeitung verfügbar.

Anhang A.18 fordert die Verwendung von Mittelwertwandlern. Mit dem Dewesoft-Leistungsmessgerät ist dieser zusätzliche Messwandler jedoch nicht erforderlich. Die von den Messwandlern zur Messung elektrischer Leistung erfassten Signale können über die Zeit gemittelt werden (selbst mit Perioden unter 10 ms). Der berechnete Wert ist verfügbar, als wäre er von einem speziellen Sensor erfasst worden.

Schnelles Registrierungssystem

Dewesoft-Leistungsmessgeräte erlauben die gleichzeitige Erfassung analoger Signale von 8 bis 64 Kanälen in einem einzigen System, und es können mehrere Systeme kombiniert werden.

Die einzelnen Kanäle werden von synchronen 24- oder 16-Bit-Analog-Digital-Wandlern erfasst, die Abtastraten von 200 kS/S bzw. 1 MS/s erreichen.

Die Besonderheit eines Dewesoft-Systems liegt in der Möglichkeit, Signale unterschiedlicher Art zu integrieren, einschließlich industrieller Busse wie MODBUS TCP/IP, OPC-UA, Siemens 7 und vielen mehr.

Auf diese Weise ist es möglich, die von den analogen Sensoren erfassten Signale mit denen der Steuerungsgeräte und vielen anderen vom Automatisierungssystem stammenden Werten zu vergleichen.

Anschließend können alle Daten in verschiedene Formate exportiert werden, die mit den gängigen Analyseprogrammen kompatibel sind:

  • MS Excel – Standard-Tabellenkalkulationssoftware

  • FlexPro – leistungsfähige, einfach zu bedienende Analysesoftware

  • Text / CSV und ASCII – Textdatei mit Feldbegrenzern

  • Diadem – leistungsstarke Datenanalyse-Software von NI

  • Famos – Signalanalyse-Software

  • NSoft – nCode-Dateiformat für Somat-Software

  • Matlab – Matlab-Dateiformat

  • Sony – mit Sony-Magnetrekordern kompatibles Format

  • RPC III – MTS-Dateiformat für Ermüdungsprüfstände

  • Comtrade – wird im Strom- und Energiesektor verwendet

  • UNV – Universal FileFormat

  • WAV – Standard-Audiodateiformat

  • KML – GPS-Export für die Datenprüfung in Google Earth

  • BWF – Mehrkanal-Wave-Dateiformat

  • ATI – systeminternes iDeas-Format für die dynamische Signalanalyse

  • SDF – wird von LMS-Prosig-Software verwendet

  • WFT – Nicolet-Datenformat

  • CSV – für den Export von CAN-Nachrichten

  • TDF – von LMS-Software definiertes und verwendetes Dateiformat

  • ASAM ODS und MDF – Normen (Open Data Services und Measurement Data Format) des Standardisierungsvereins ASAM

  • TAFFmat – TEAC-Datenerfassungs-Dateiformat

Winplot [*.sun] – mit Winplot – einem leistungsstarken grafischen Desktop-Analysetool, das die Erstellung von Ansichten unbegrenzter Datenmengen erlaubt – kompatibles Datenformat

Funktionsgenerator

Die Funktionsgenerator-Funktion kann in alle Dewesoft-Systeme integriert werden. Diese Option wird durch ein Softwaremodul für die Funktionsprogrammierung und eine elektronische Schnittstelle mit 16-Bit-Kanälen und ±10-V-Bereich unterstützt.

Abb. 6: Bildschirm des in DewesoftX integrierten Funktionsgenerators

Oberschwingungsanalysator

Das Leistungsmodul des Dewesoft-Leistungsmessgeräts erlaubt die Berechnung aller harmonischen Verzerrungen gemäß der geltenden Norm IEC EN 61000-4-7. Das Gerät kann mit jedem im System vorhandenen Stromwandler verbunden werden.

Dewesoft-Netzanalysator

Mit dem Dewesoft-Netzanalysator können alle elektrischen Netzqualitätsparameter gemäß IEC 61000-4-30 Klasse A gemessen werden. Im Vergleich zu anderen Geräten ermöglicht er detailliertere Netzanalysen, z. B. Aufzeichnung von Wellenformen, Spektralanalyse, Fehlerverhalten oder Berechnung zusätzlicher Parameter.

Wichtigste Merkmale

Es handelt sich um eine ausgesprochen flexible Lösung, die viele Messinstrumente in einem einzigen Gerät vereint. Daraus ergeben sich viele Vorteile für die Messung:

  • Alle Signale sind synchron und somit für Vergleiche und Korrelationen verfügbar.

  • Alle Wellenformen können jederzeit gespeichert und analysiert werden (online und offline).

  • Der Benutzer muss nicht lernen, verschiedene Messgeräte zu bedienen.

  • Niedrigere Gesamtkosten

Unsere Lösungen können für sehr unterschiedliche elektrische Messungen und Analysen verwendet werden:

  • Harmonische und THD bis 150 kHz

  • Interharmonische und hohe Frequenzen

  • Flicker, Flickeremissionen, schnelle Spannungsänderungen

  • FFT-Spektralanalyse, FFT-Harmonische, Wasserfall-FFT

  • symmetrische Komponenten

Standards implemented

Tabelle 1: Implementierte Normen
StandardBeschreibung
IEC 61000-4-30, IEC 61000-4-7, IEC61000-4-15Anforderungen an die elektrische Messung, Berechnung von Oberschwingungen, Flicker usw.
EN50160, EN50163, IEE519, IEC 61000-2-4, etc.Grenzwerte für elektrische Messungen im öffentlichen Netz, Industrie- und Bahnanwendungen
IEC 61400-21, IEC61400-12, FGW-TR3, BDEW, VDE-AR4105, etc.Elektrische Analyse für erneuerbare Energieträger
IEC 61000-3-3, IEC61000-3-11EMV – schnelle Spannungsänderungen und Flicker
IEC 61000-3-2, IEC 61000-3-12EMV - Stromharmonische

Harmonische, Interharmonische und THD

Der Dewesoft-Netzanalysator ist in der Lage, Harmonische für Spannung, Strom, Wirk- und Blindleistung bis zur 3000. Ordnung zu messen. Alle Berechnungen werden gemäß der Norm IEC 61000-4-7 durchgeführt.

Abb. 7: In DewesoftX integrierte Ansicht der Strom- und Spannungsharmonischen

Sie können die Anzahl der Seitenbänder und Halbbänder für die Ordnungsberechnung festlegen. Die hohen Frequenzen können in einem Band von 200 Hz bis 150 kHz zusammengefasst werden. Zur Vervollständigung der Analyse erlaubt die Software die Berechnung der Gesamtoberschwingungsgehalt für Spannung und Strom bis zur 3000. Ordnung und der Interharmonischen. Diese Funktionen für die Oberschwingungsanalyse gelten für alle elektrischen Geräte.

Schnelle Spannungsänderungen

Der Dewesoft-Netzanalysator erkennt schnelle Spannungsänderungen gemäß der Norm IEC 61000-4-15.

Abb. 8: Schnelle Netzspannungsänderung

Elektrische Unsymmetrie – symmetrische Komponenten

Eine elektrische Unsymmetrie zeigt an, dass die Spannungen (U1, U2, U3) und/oder Ströme (I1, I2, I3) in einem Dreiphasensystem Module mit unterschiedlichen Werten aufweisen. Die Ursache dieses elektrischen Phänomens liegt in nicht synchron belasteten Phasen. Für die Analyse der elektrischen Unsymmetrie verwendet der Netzanalysator von Dewesoft die Methode der symmetrischen Komponenten. Bei dieser Methode wird das ursprüngliche System in ein positives System, dessen Drehung der des ursprünglichen Systems entspricht, ein negatives System, das sich in entgegengesetzte Richtung dreht, und ein Nullsystem unterteilt.

Elektrische Frequenz

Das Messgerät von Dewesoft ermöglicht die Messung der Frequenz des Stromnetzes und kann zur Überwachung und Prüfung von Stromerzeugern (z. B. erneuerbare Energien) verwendet werden.

Abb. 9: Anzeige der gemessenen Zeilenfrequenz In DewesoftX

Die Berechnungsgenauigkeit der Netzfrequenz beträgt 1 mHz. Die Berechnungen werden mit dem PLL-Algorithmus durchgeführt und können mit einem Rekorderdiagramm im Zeitverlauf dargestellt werden. Es stehen schnellere Algorithmen zur Verfügung, um im Störungsfall jegliche schnelle Frequenzänderung zu erkennen.

Fazit

Das Dewesoft-Leistungsmessgerät ist ein perfektes Werkzeug für die Prüfung von Stromerzeugern. Es erfüllt die Anforderungen des Anhangs A.18 des italienischen Netzkodex für Feldtests und regelmäßige Überprüfungen und eignet sich auch für vergleichbare Messungen gemäß anderen nationalen Netzkodizes.

Abb. 10: Ein typisches All-in-One-Instrument von Dewesoft für den Einsatz in Hochspannungsschaltanlagen

Dewesoft konzipiert seine Hardware für den Feldeinsatz: höchst robust, mit leichter Mechanik und mit Merkmalen wie

  • Gleichstromversorgung,

  • integrierten Akkus,

  • automatischer Erkennung von Stromwandlern,

  • automatischer Korrektur der Nichtlinearität bei Sensoren und

  • Anzeige der Leistungsberechnungen schon während des Tests.

Als zusätzlicher Beitrag zur Optimierung Ihrer Investitionen und der Personalschulung ist das gleiche Dewesoft-Gerät auch für Labortests und die in Anhang A.18 des italienischen Netzkodex beschriebenen Prüfungen geeignet.