Elektrotechnik

Fehlererkennung in DC-Netzen Kurzschlüsse in Gleichstromnetzen - Kurzschlusserkennung in Gleichstromverteilungsnetzen

Ref.-Nr. 5612

Keywords: Fehlererkennung, Gleichstromverteilungsnetz, zweite Ableitung des Stroms, Singularitätserkennung, stationäre Wavelet-Transformation

Die Gleichstromverteilungstechnologie auf Basis von Leistungselektronik hat daher große Vorteile für eine flexible Leistungssteuerung und eine effiziente Energieverteilung. Für Gleichstromverteilungsnetze muss es aber geeignete Schutztechniken geben, die schnell und sicher Fehler im Netz erkennen und den Strom dann abschalten können. Um einen Kurzschlussfehler im Gleichstromnetz in einem frühen Stadium selektiv beseitigen zu können, benötigt man schnelle und genaue Ansätze zur Identifizierung des Leitungsfehlers. Zum Erkennen eines Leitungsfehlers wird der Strom gemessen und die zweite Ableitung des Stroms gebildet. Sobald die zweite Ableitung des Stroms einen Schwellwert überschreitet, wird die 3-Level Stationäre Wavelet Transformation (SWT) auf der zweiten Ableitung des Stroms durchgeführt. Mit Hilfe der per SWT gewonnen Daten wird ein „Singularity Index“ (SI) berechnet und wenn dieser SI einen Schwellwert überschreitet, wird ein Kurzschluss im vermessenen Leitungszweig identifiziert.

Vorteile

  • Keine Kommunikationseinrichtungen erforderlich
  • Vorhandene Hardware nutzbar
  • Adaptives System
  • Schnelle und sichere Reaktion

Kommerzielle Anwendung

Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB), Verteilernetzbetreiber (VNB), Windparkbesitzer, Photovoltaikparkbesitzer, Energiespeichersystembesitzer, Betreiber von E-Ladesäulen, Hersteller von elektrischen Fahrzeugen sowie die Hersteller von Gleichstromschutzgeräten können mit der Hilfe des beschrieben Verfahrens, Fehler in ihren Gleichstromnetzen identifizieren.

Aktueller Stand

Das System zur Identifizierung von fehlerhaften Leitungen im Gleichstromnetz wurde mit FPGAs (feldprogrammierbaren Gate-Array) in einem Versuchsaufbau realisiert. Hardware-Tests durch Echtzeitsimulationen bestätigen die ausreichende Empfindlichkeit und Genauigkeit des Systems und des Verfahrens. Ein Prototyp liegt vor. Eine deutsche Patentanmeldung wurde eingereicht, weitere Anmeldungen sind möglich. Im Namen der RWTH Aachen bieten wir interessierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung und die Möglichkeit zur Weiterentwicklung der Technologie an.

Eine Erfindung der RWTH Aachen.

Dipl.-Ing. Martin van Ackeren

ma@provendis.info
+49 208 9410534