Sonel PQM - Leistungsanalysator - Verwendungsbeispiel Nr. 15: Phasensynchronisation

Umfassende diagnostische Messungen der Netzqualität erfordern sehr oft Messungen an mehreren Stellen gleichzeitig. Das Anschließen mehrerer Analysatoren an unterschiedlichen Punkten bringt jedoch nichts, wenn sie nicht alle die exakt gleiche Uhrzeit haben und ihre Messklemmen nicht an exakt die gleichen Phasen angeschlossen sind.

Beschreibung des erkannten Problems

Messungen wurden am MV-Harztransformator mit Spannungen von 20 kV/2x690 V durchgeführt. Die Transformatorwicklungen waren in der Konfiguration D/y11/d0. Für die Messungen wurden drei Klasse-A-Analysatoren mit externer Zeitsynchronisation über eingebaute GPS-Module verwendet. Ist es möglich, die Phasenübereinstimmung zwischen einzelnen Messpunkten genau zu überprüfen?

Eingesetzte Messmittel

• 3 x Sonel PQM-702 Analysator (siehe den Nachfolger von Sonel PQM-710)
• Zangensatz F-3A (In=3000 A) und Zangensatz C-6A (In=10 A)
• Software Sonel Analysis

Abb. 1. Oszillogramme Momentanspannungen und -ströme auf der Mittelspannungsseite im Dreieckssystem (D)

 

Abb. 2. Oszillogramm Momentanspannungen und -ströme auf der LV-Seite im Sternsystem (y11)

 

Abb. 3. Oszillogramm der Momentanspannungen und -ströme auf der NS-Seite im Dreiecksystem (d0)

VORLÄUFIGE SCHLUSSFOLGERUNGEN:

1. Die Drehrichtung (Reihenfolge) der Phasen bleibt an allen Messpunkten erhalten.
2. In allen drei Oszillogrammen stimmen die Phasen L1, L2 und L3 mit einer Genauigkeit von 2 ms überein.

Um die Daten genauer analysieren zu können, gibt es für das 50-Hz-Netz folgende Abhängigkeiten:

• eine volle Netzperiode dauert 20ms, was einer 360° Drehung des Spannungsvektors entspricht,
• jede Verschiebung des Spannungsvektors um 30° entspricht einer Zeit von 1,67 ms,
• Phasenwinkel für Dreieck- und Sternsysteme werden immer in Vielfachen von 30° angegeben.

Analysiert man den Nulldurchgang der Wellenformen für die verkettete Spannung U L1-2 (Marker Nr. 1 in Abb. 1, 2, 3), so sieht man, dass die Zeiten gleicher Messpunkte jeweils betragen:

• auf der MV-Seite im Dreieckssystem (D) – 18:00:00.122 
• auf der NS-Seite im Dreieckssystem (d0) – 18:00:00.122
• auf der NS-Seite im Sternensystem (y11) – 18:00:00.120

ABSCHLIESSENDE SCHLUSSFOLGERUNGEN:

1. Für eine präzise Synchronisation der Analysatoren ist aktives GPS erforderlich.
2. Durch die Analyse simultaner stationärer Oszillogramme können Sie die Phasenausrichtung an mehreren Messpunkten identifizieren.
3. Für ein Paar Dreieck-Dreieck-Wicklungen (D/d0) beträgt die Phasenverschiebung 0 ms (0°) und ist wie erwartet, da eine solche Verbindungsanordnung keine Phasenverschiebung einführen sollte. Die Stundenverschiebung „0“ bedeutet keine Verschiebung der Spannungszeiger zwischen Primär- und Sekundärseite des Transformators.
4. Bei einem Dreieck-Stern-Wicklungspaar (D/y11) beträgt die Phasenverschiebung ca. 2ms (ca. 36°). Nach Berücksichtigung der Messfehler bestätigt dies die Übereinstimmung der Spannungsvektoren im „y“-Sternsystem mit den Spannungen im „D“-Dreiecksystem. Die Stundenverschiebung „11“ definiert die Verschiebung der Spannungszeiger zwischen der Primär- und Sekundärseite des Transformators um 330° (die Spannung auf der Sekundärseite eilt der Spannung auf der Primärseite um 30° voraus).

 

Autoren:
Krzysztof Lorek, Marcin Szkudniewski