Übergeordnete Regelung für dezentrale Umrichterwerke

Zur Vermeidung von hohen Oberleitungsverlusten und asynchronen Zuständen über Streckentrennern oder Mastschaltern müssen die dezentralen Umrichterwerke nach Sammelschienespannungen der benachbarten Unterwerken geregelt werden. Zu diesem Zweck müssen die Unterwerksspannungen als vollständige 16,7-Hz-Schwingung von Unterwerken nach Umrichterwerk übertragen werden. Zur Erhöhung der Verfügbarkeit sind für jede zu übertragende Unterwerksspannung zwei redundante Übertragungswege einzurichten.  

Die Spannungsübertragungen, Überwachungen und Regelungen werden im Umrichterwerk in einer übergeordneten Regelung (Pilotsignalanlage) realisiert. Die übergeordnete Regelung besteht aus Industrie-PCs mit einem Echtzeitbetriebssystem. Alle Empfänger und Sender werden mit Farbdisplay und Tastatur an der Frontseite des Rechners ausgerüstet, sodass alle Parameter direkt über Tastatur eingestellt und die Meldungen sowie Messwerte als Text sowie Grafik am Display dargestellt werden können.

Alle Peripherien, wie z.B. Trennverstärker, Relais für die Umschaltung und Messwertumformer werden entweder in den Rechnern integriert oder softwaremäßig realisiert, sodass zusätzliche Magazine entfallen.

Die Umschaltautomatik in den beiden Empfängern wird dezentral in den einzelnen Rechnern realisiert, so dass ein echt redundantes System entsteht und der Ausfall einer zentralen Umschaltautomatik vermieden werden kann. 

Die Software wird sowohl im Sender als auch im Empfänger nach dem Einschalten des Rechners automatisch gestartet. Mit einem ”Wath Dog” wird der Ablauf des Programmes überwacht und der Rechner bei Fehlern automatisch neu gestartet. 

In der übergeordneten Regelung werden hauptsächlich die nachfolgenden Funktionen realisiert:

1. Spannungsübertragungen mit einer Abtastfrequenz von 1,5 kHz

2.  Korrektur von unterschiedlichen Übertragungszeiten unterschiedlicher Kanäle

3.  Überbrücken von kurzen Unterbrechungen der Spannungsübertragungen und Korrektur von Übertragungsfehlern

4.  Laufzeitmessungen und automatische Korrektur von Laufzeitänderungen

5.  Begrenzung des viertelstündigen Leistungsmittelwertes

6.  Minimierung der Oberleitungsverluste in Abhängigkeit von den Unterwerksspannungen und Streckenimpedanzen

7.  Automatische Bestimmung der Oberleitungsimpedanzen

8.  Leistungsmanagement (Spitzenlastentlastung)

9.  Spannungsbegrenzungen

10. Überwachungen

11. Automatische Umschaltung zwischen den Kanälen beim Ausfall von Spannungs-übertragungen

12. Einstellung von Parametern und Anzeigen von Zuständen, Fehlermeldungen sowie Messwerten

13. Oszilloskope für die Messgrößen mit einer Taktfrequenz von 10 kHz und grafische Darstellung von Kennlinien

14.  Datenübertragungen zwischen den Empfängern und der Anlageleittechnik über serielle Schnittstellen und IEC 60870-5-101-Protokoll

15.  Speichern von Messgrößen und Meldungen für jede 0,5 s in RAM oder Flash für 20 Tage                    

16.  Fernwartungsfunktionen.