监控供电网电能质量的方法、电能质量现场设备和电能质量系统的制作方法

专利名称：监控供电网电能质量的方法、电能质量现场设备和电能质量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供电网中的电能质量监控方法、电能质量现场设备和电能 质量系统。
背景技术：
目前供电网是用于分配电能的高度复杂的网络，通常具有大量的能量馈入 和能量消耗。除了供电安全性，即，在保证每个时刻对每个能量用户提供足够 量的电能之外，所提供的电能的质量(以下称为"电能质量")也起关键性的作 用。供电网中的电能质量例如通过所谓的电能质量特征参数如频率、电压和电 压谐波或者电流谐波、畸变因数、闪烁、电压不对称和功率来确定。高灵敏度 的电气设备目前要求以具有一致的频率和振幅的尽可能纯正弦波的形式的电能
供应。由此在标准网络如EN50160或者正C61000中规定了上限值和下限值， 供电网的电能质量特征参数必须处于这些值之内。
为了能够表示电能质量，在供电网的不同测量位置设置了记录各电能质量 特征参数的测量值的电能质量现场设备。在电能质量现场设备中通常可以将所 记录的测量值存储以用于存档。为了分析测量值是否在特定的时刻超过了边界 值，将所存储的测量值以有规律的间隔传输到其它数据处理装置例如中央分析 计算机以进行分析。因此在中央分析计算机中可以产生电能质量特征参数的取 决于时间的变化以及检查或者证明边界值的保持。
因为构造在电能质量现场设备中的数据存储模块由于成本原因而不能选 择为任意大，所以所存储的测量值到中央分析计算机的传输必须相对频繁地进 行。如果不能及时地传输所存储的测量值，则由于数据存储器完全充满，要么 不再能存储新的测量值要么旧的测量值被新的测量值覆盖(所谓的"环形存储 操作，，)。因此在此为了扩大在两次传输过程之间的时间间隔，必须在电能质量 现场设备中设置相应更大的数据存储器。

发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于监控供电网电能质量的方法、 电能质量设备以及电能质量系统，由此能够以相对小的开销实现对电能质量的 监控。
就方法而言上述技术问题通过一种用于监控供电网中电能质量的方法来
解决，其中进行以下步骤
-在第 一测量时刻借助在供电网的测量位置上设置的电能质量现场设备的 测量装置采集第 一 电能质量特征参数的第 一 测量值；
-在紧接着第 一测量时刻的第二测量时刻借助电能质量现场设备的测量装 置采集该第 一 电能质量特征参数的第二测量值；
-将第一和第二测量值与至少一个预先给定的阈值比较，以及
-当两个测量值中的 一个位于该至少 一个阈值之上以及两个测量值中的一 个位于该至少一个阈值之下时，产生表明破坏该至少一个阈值的事件信号。
本发明方法的主要优点在于，由电能质量现场设备已经进行了供电网的电 能质量状态的第一分析，从而不必将所有采集的测量值都为了随后的分析而存 储在电能质量现场设备的数据存储器中，而是仅仅在破坏至少一个对电能质量 现场设备来说是已知的阈值时产生事件信号。由此就电能质量现场设备来说可 以明显减少所需的存储容量以及与此相关的成本。
根据本发明方法的有利扩展，将事件信号用于控制电能质量现场设备的光 学信号装置。以这种方式可以直接在电能质量现场设备上显示阚值破坏 (Schwellenwertverletzung )。在此显示装置例如可以是仅4又在发生阈值破坏时 进行显示的发光二极管，或者是还给出关于被破坏的阈值的附加信息的显示器 (例如1XD)。
根据本发明方法的另一个优选实施方式，事件信号促使电能质量现场设备 的控制装置产生数据电文，该数据电文包含至少一个表明被破坏的阈值的数据 组。由此产生数据电文形式的报警，该报警提供给供电网的操作人员以关于被 破坏的阈值的信息。此外在数据电文中还可以包含其它信息，例如电能质量现 场设备的标识(例如产品号)，由此操作人员可以将阈值破坏与特定的电能质量 现场设备唯一地相对应并由此与供电网中的特定测量位置唯一地相对应。
此外，与此相关地，数据电文还优选包含表明第一测量时刻和/或第二测量 时刻的数据组。由此可以将阈值破坏与 一个时刻唯一地相对应。为此具有优势的是，数据电文还包含关于被破坏的阈值是由于超过还是由 于低于而被破坏的的信息。由此可以给出阈值破坏的方向。
此外数据电文还可以包含第一和/或第二测量值。由此还可以进行对阈值破 坏的更详细的分析，因为借助测量值还可以确定超过阈值或者低于阈值的程度。
为此优选将数据电文存储在电能质量现场设备的固定数据存储器中，和/ 或传输到设置在电能质量现场设备的上级的数据处理装置。因此才喿作人员可以 在传输数据电文时直接借助设置在上级的数据处理装置，或者当数据电文存储 在电能质量现场设备中时通过从固定数据存储器读出而访问数据电文。在电能 质量现场设备中存储数据电文与存储所有测量值相比，所需的存储容量明显减 少。
根据本发明方法的另一个优选实施方式，事件信号促使电能质量现场设备 的控制装置将第 一测量值和/或第二测量值存储到电能质量现场设备的固定数 据存储器中。在此仅存储这样两个测量值，在这两个测量值之间发生阈值破坏。 因此与连续的数据存储相比，在固定数据存储器中存储明显少的测量值，从而 使存储器容量足够用于明显更长的测量时间。
根据本发明方法的优选扩展，除了测量值，还将第一和/或第二测量时刻存 储在固定数据存储器中。由此可以在分析所存储的测量值时唯一地确定，在哪 个时刻发生了阈值破坏。
根据本发明方法的另一个优选实施方式，电能质量现场设备(50)采集设 备内部的时钟发生器的时钟，并且根据该时钟确定各测量值的测量时刻。因此 可以用简单的方式给每个测量值分配一个所谓的时间戳。
作为特别优选的实施方式，电能质量现场设备还可以采集外部时钟，并且 根据该外部时钟确定各测量值的测量时刻。通过设置外部时钟，也就是在现场 设备外部产生的时钟(例如GPS时间信号)，可以将多个电能质量现场设备的 测量值更好地互相比较，因为每个电能质量现场设备在时间上与其它电能质量 现场设备是同步的。由此每个测量值都仅与一个通过外部时钟确定的测量时刻 相对应，该测量时刻在其它的电能质量现场设备中也是绝对有效的。
此外根据本发明方法的另一个优选实施方式，除了第一电能质量特征参数 的测量值之外，还采集至少另一个电能质量特征参数的测量值，并且当该至少 另 一个电能质量特征参数的两个时间上紧邻的测量值位于至少另 一 阈值的不同 侧时，产生另一个事件信号。以这种方式可以利用电能质量现场设备对相关的电能质量特征参数进行完整的分析。
最后，根据本发明方法的优选实施方式，事件信号还促使控制装置实施电 能质量现场设备的其它电能质量功能。在此可以通过事件信号例如促使电能质 量现场设备定义的时间段上记录附加的测量值，也就是产生所谓的故障记录
(Stoerschriebe )，根据该记录可以精确地展示在阁值破坏之前和之后电能质量 特征参数的测量值变化。这样的故障记录可以存储在电能质量现场设备的固定 数据存储器中或者传输到设置在上级的数据处理装置。除了建立故障记录之外， 例如还可以通过事件信号提高用于记录测量值的采样率。
就电能质量现场设备而言，上述技术问题根据本发明通过一种电能质量现 场设备解决，该电能质量现场设备具有用于采集测量值的测量装置和控制装置， 该控制装置构造为，将所采集的测量值与至少一个预先给定的阈值比较，并且 当两个紧邻的测量值中一个超过以及一个低于该至少一个阈值时，产生事件信 号。由此已经对供电网的电能质量的状态进行了分析。为此在固定数据存^l器 中存储的数据量与连续的数据存储相比可以明显地减少，因为仅产生事件信号。
电能质量现场设备优选地可以设置可以通过事件信号激活的显示装置(发 光二极管、显示器)。
根据本发明的电能质量现场设备的优选扩展，具有通信装置，其在出现事 件信号的情况下将表示被破坏的阈值的数据电文发送到设置在电能质量现场i殳 备上级的数据处理装置。通过数据电文的立即发送可以节约在电能质量现场i殳 备中的存储位置。
为此电能质量现场设备优选地具有固定数据存储器，在出现事件信号的情 况下借助控制装置将至少一个给出被破坏的阈值的数据组存储到该存储器中。 在该扩展中与连续数据存储相比也节约了电能质量现场设备的存储容量。
控制装置还优选地被构造为用于执行保护供电网的组件的功能。在这种情 况下是电能质量现场设备和保护设备的组合。因此可以在总体上设置比使用分 开的电能质量现场设备和保护设备数量更少的用于供电网的现场设备。此外在 这种情况下组合的现场设备的电能质量功能和保护功能可以采样同一测量输入 端，从而只需少量的测量互感器。
根据本发明现场设备的另一个优选实施方式，其具有构造为用于产生时钟 的设备内部的时钟发生器，并且控制装置构造为根据该时钟确定各采集的测量 值的测量时刻。因此可以用简单的方式给每个测量值分配一个时间戳。 '根据本发明电能质量现场设备的特别优选的实施方式，电能质量现场设备 具有用于接收外部时钟的接收装置，并且控制装置构造为根据所接收的外部时 钟确定各采集的测量值的测量时刻。以这种方式电能质量现场设备可以将测量 值与仅取决于外部时钟并由此也在接收同一时钟的其它设备中也具有有效性的
测量时刻相对应。接收装置优选地是GPS接收器。
多个这样的电能质量现场设备可以与中央数据处理装置(这些电能质量现 场设备经过数据通信网络与该中央数据处理装置相连)形成电能质量系统。


下面结合实施例说明本发明。为此在附图中
图1以示意性框图示出了电能质量现场设备的第一实施例，
图2示出了解释用于监控供电网的电能质量的方法的方法流程图,
图3示出了测量值的示例性变化的第一图，
图4示出了测量值的第二示例性变化的第二图，
图5示出了电能质量现场设备的第二实施例，以及
图6示出了包括多个电能质量现场设备的电能质量系统。
具体实施例方式
图1以高度示意性示出电能质量现场设备10。电能质量现场设备10具有 测量装置ll,其具有用于记录测量值的测量输入端12a、 12b和12c。电能质量 现场设备10的测量装置11在输出側与控制装置13相连，控制装置13本身在 输出侧与固定数据存储器14相连。固定数据存储器在此应理解为这样的数据存 储器，其例如与易失性数据存储器相反，适合于持续存储数据。在此，可以是 所谓的永久数据存储器，无需从外部供给能量而保证持续的数据存储，例如闪 存或硬盘。但是固定数据存储器在本发明中也可以理解为易失性数据存储器， 其经过外部能量源供给电能，从而可以实现至少直至能量緩存的易失性数据存 储器中的调用为止的持续数据存储。
电能质量现场设备10的控制装置13为此也与通信装置15相连，该通信 装置经过通信输出端17在电能质量现场设备10和其它设备之间建立数据连4妻。 尽管在图1中的通信输出端表示为电缆连接的数据连接段，取而代之的也可以 是无线的数据连接例如经过无线电或红外线，经过这些连接可以将数据发送到相应构造的接收装置。此外，通信装置15也可以是这样的装置，借助该装置可
以将外部的数据存储器(例如USB接口或用于光学或磁数据存储媒介的驱动 器)与电能质量现场设备10相连。
控制装置13此外与时钟发生器18相连，例如石英控制的内部设备钟，提 供给控制装置以时间脉沖，借助该时间脉沖可以确定由测量装置11所记录的各 测量值的测量时刻。
电能质量现场设备10表示用于监控供电网组件的电能质量的现场设备， 例如电能传输导线的一段、母线或变压器。
通常常规的电能质量现场设备在各个组件上记录电能质量特征参数的测 量值，并且将这些值连续地存储到常规的电能质量现场设备中。因为固定数据 存储器用于存储有限量的测量值，所以在超出固定数据存储器的存储容量之前， 必须读出存储在其中的测量值。这样的读出过程可以通过传输测量值到与电能 质量现场设备临时相连的可移动数据存储器中例如软盘或USB棒而直接在电 能质量现场设备上进行。作为替换该测量值也可以由电能质量现场设备经过有 线或无线的数据传输段传输到另一个数据处理装置，例如中央分析计算机。
因为对分析电能质量特征参数的特性来说特别感兴趣的是那些破坏预先 给定的阈值的测量值，所以在图1中示出的电能质量现场设备10的情况下执行 在以下引用图2所描述的用于监控供电网的电能质量的方法。
在图2中示出的第一步骤21中在电能质量现场设备10的测量输入端，例 如在测量输入端12a，借助测量装置11采集第一电能质量特征参数的第一测量 值M,。第一电能质量特征参数例如可以是在供电网的线段上采集的电压。在随 后的第二步骤22中又借助测量装置11的测量输入端12a采集第一电能质量特 征参数的在时间上紧接着第一测量值M,的第二测量值M2。所采集的这两个测 量值M,和M2被传输给电能质量现场设备10的控制装置13。
控制装置13根据随后的步骤23检查在步骤21中记录的第一测量值M,是 否位于预先给定的阈值S的下面(M,<S)。如果是，则在另一步骤24中检查在 步骤22中记录的第二测量值M2是否位于预先给定的阈值S的上面(M2>S)。 如果也是，则在最后的步骤25中借助电能质量现场设备10的控制装置13产生 事件信号ES。
如果在步骤23中的检查时确定，第一测量值M,不是位于预先给定的阈值 S的下面，即第一测量值M!位于预先给定的阈值的上面，则在从现在起随后的步骤26中检查，第二测量值M2是否位于预先给定的阈值S的下面(M2<S )。 如果是，则根据步骤27借助电能质量现场设备10的控制装置13产生事件信号 ES。
如果在步骤24中确定，第二测量值M2不是位于预先给定的阈值S的上面 (即两个测量值M！和M2都位于预先给定的阈值S的下面)，则根据步骤28不 产生事件信号。同样对根据步骤26确定的第二测量值M2不是位于预先给定的 阈值S的下面(即两个测量值Mi和M2都位于规定的阈值S的上面)的情况， 根据步骤29不产生事件信号。
在该方法的每次运行之后又重新开始步骤21,在此将至此的第二测量值 M2从现在开始作为第一测量值M,并且采集新的测量值M2。
为了防止测量值中的一个或者甚至两个正好位于阈值S的极少的情况，可 以在步骤23、 24和26中不是用大于/小于条件(例如M,〈S)而是用大于等于/ 小于等于条件(例如M,《S)进行检查。
例如可以使用由控制装置对通过测量值M,和M2造成阈值破坏的情况而产 生的事件信号ES来促使电能质量现场设备10的光学显示装置19输出光学信 号，将阈值破坏显示给供电网的操作人员。在最简单的情况下作为光学显示装 置可以是灯或者发光二极管，但是也可以使用显示器(例如LCD),借助显示 器还可以对阈值破坏显示其它信息(例如阈值^C坏的时刻、阈值的标识)。
事件信号ES也可以用于促使控制装置产生包含至少一个所超过的阈值的 标识的数据电文。另外在数据电文中还包含其它的信息例如关于电能质量现场 设备10的标识(例如唯一的产品号)、阈值破坏的时刻(采集测量值M，和M2 的一个或两个测量时刻)、阈值破坏的方向，即，是超过还是低于阈值、或者各 测量值M,和/或M2本身。在由控制装置13产生的数据电文中还可以包含所提 到的信息的部分选择。
数据电文可以经过通信装置15例如传输到设置在上级的数据处理装置或 者存储在电能质量现场设备的固定数据存储器14中，以便在后面的时刻从那里 读出。
最后，事件信号ES还可以用于促使将第一测量值M！和/或第二测量值M2 存储在电能质量现场设备的固定数据存储器中。
事件信号ES还可以促使多个前面提到的动作的组合，也就是例如产生数 .据电文和直接在电能质量现场设备上显示光学信号。
ii综合来说，在使用根据图2的方法的情况下，总是只有当实际上发生阈值
破坏时，才由电能质量现场设备10的控制装置13产生事件信号。电能质量现 场设备10的控制装置13根据两个测量值中的一个位于阈值的下面以及两个测 量值中的 一个位于阈值的上面来了解阈值破坏。因此在电能质量现场设备中不 连续地存储测量值的变化。就是当事件信号ES用于促使测量值M,和M2在电 能质量现场设备的固定数据存储器14中的存储时，与连续的测量值存储比较也 节约了相当多的存储空间，因为仅仅进行依赖于事件的数据存储。以这种方式 在电能质量现场设备10的固定数据存储器14中有效地存储少量测量值。因此 在固定数据存储器14中存储的测量值相对来说也仅仅很少地从电能质量现场 设备10中^^皮调用。
除了第一电能质量特征参数、例如电压，还可以在电能质量现场设备10 的测量装置11的其它测量输入端12b和12c上采集其它电能质量特征参数、例 如电功率和频率，这些电能质量特征参数根据图2中示出的方法监控那些分别 对应于其它各电能质量特征参数的其它阈值的阈值破坏，并且只有在超过阈值 的情况下导致事件信号ES的产生。为此可以在各测量输入端12a至12c之前设 置用于测量各个测量参数的测量传感器。但是也可以，在电能质量特征参数IO 内进行测量值预处理，例如根据所测量的电流变化和电压变化来确定其它电能 质量特征参数，例如功率和频率，并且传输到电能质量现场设备10的测量值采 集装置11。
电能质量现场设备10也可以是组合的电能质量现场设备和保护设备。例 如电气保护设备通过在各个组件上测量电流变化和电压变化并且根据所谓的保 护算法来检查，组件处于是否允许的运行范围或是否存在故障例如短路，来监 控供电网的组件是否保持预先给定的运行状态。在故障情况下电气保护设备将 供电网的组件通过从电网断开功率开关来分离，使得故障不会继续到供电网的 其余部分上。通过将电能质量现场设备的和保护设备的功能集成到一个单个的 现场设备中可以避免通常分开的保护设备和电能质量现场设备的昂贵的设置。 以下借助图3和4中示出的测量值变化进一步阐明在图2中描述的方法。 在图3中在电压-时间图中示例性示出阶梯曲线形式的电压测量值V，至V12 在时间上的变化。
之所以选择阶梯曲线来描述，是因为通常在电能质量现场设备中不是分析 电能质量特征参数的瞬时值而是分析该电能质量特征参数的平均值，因为瞬时值可能遭受偶尔的波动并且由此出现短时的尖峰或者极限值。.平均持续时间通 常是可以设置的并且例如从几毫秒到一分钟或者甚至几分钟或几小时。对于图
3和4，测量值应该理解为经过相应的平均持续时间(例如10分钟)形成平均 值的结果。作为对此的替换，也可以不形成平均值，而是对接续的测量时刻记 录电能质量特征参数的瞬时测量值并且用这些瞬时测量值实施在图2中描述的 方法。
在图3中，此外第一阈值S,和第二阈值S2通过平行于时间轴延伸的虛线 来表示。也就是通常在对电能质量特征参数的标准网络中规定一个范围，电能 质量特征参数必须位于该范围内，以保证足够的供电质量。在离开该范围的情 况下，也就是在低于下阈值S,或超过上阈值S2的情况下，供电质量视为不合 格。
考虑在图3中示出的测量值变化，可以看出，第一电压测量值V,和第二 电压测量值V2都位于下阈值S2的上面并且位于上阈值S,的下面。控制装置13 (参见图1)就该两个电压测量值实施图2中描述的方法，并且了解，在测量 值V！和V2之间对时刻t,没有发生阈值S,或S2的逾越。因此在该方法过程中不 产生事件信号ES。
在这种情况下可以将电压测量值V！完全丢弃，而电压测量值V2还必须3皮 保留以用于图2中描述的方法的下一个过程。电能质量现场设备10的控制装置 13从现在起就电压测量值V2和V3实施图2中描述的方法。在此控制装置13
了解，电压测量值V2位于上阈值S2的下面并且电压测量值V3位于上阈值S2
的上面。换言之，在电压测量值V2和电压测量值V3之间出现上阈值S2的逾越。 这导致，电能质量现场设备10的控制装置13产生事件信号ES。事件信号ES 的存在例如可以促使控制装置产生表明阈值破坏的数据电文，并且该数据电文 被传输到设置在上级的数据处理装置。此外可以将第二电压测量值V2和/或第 三电压测量值V3 (必要时与对应的测量时刻一起)存储在电能质量现场设备10 的固定数据存储器14中。
在图2描述的方法的就电压测量值V3至V7而言的其它过程中电能质量现
场设备10的控制装置13没有识别到阈值逾越，因为所有的电压测量值V3至 V7都位于上阈值S2的上面。因此，在该方法的这些过程中不产生事件信号ES。 直到观察电压测量值V7和Vs的情况下控制装置13才识别到另一个阈值 逾越，并且是电压变化再次进入允许的范围。在这种情况下又产生事件信号，该事件信号如上面解释的那样可以触发不同的动作。
相应地电能质量现场设备10的控制装置13在电压测量值V9和Vu)之间 以及在电压测量值Vu)和Vn之间识别到下阈值S,的破坏，从而在此产生事件 信号。
在考虑图3示出的测量值变化时，可以看出，在连续存储测量值的情况下 要存储12个单个电压测量值(必要时与其各个测量时刻一起)以用于随后的分 析。在使用图2描述的方法时，只产生4个事件信号，这些事件信号例如促使 4个数据电文的产生。在考虑这样的事实时，即，在实际的测量值变化中比在 图3中示出的假设的测量值变化极少会出现阈值破坏，因此当事件信号ES促 使将各个电压测量值存储在固定数据存储器14中时，所存储的数据量本身明显 减少。
图4中的图示出与如图3的电压测量值V,至V。的原则上相似的变化。 在图4中还设置了另一个阈值S3,通过电能质量现场设备10的控制装置13就 该阈值检查各测量值的位置。通过这样提高阈值的数量可以将所采集的电能质 量特征参数的分析(其中规定多于两个阚值)，与预先给定的标准匹配，或者可 以提高所产生的事件信号ES的分辨力，因为由此更频繁地产生(然而也更具 体的)事件信号。因此通过在图4中引入另一个阈值，现在不是产生4个事件 信号ES (图3的情况)而是产生6个事件信号ES。当阈值S,至S3中的至少 一个在两个相继的测量值之间被超过时，总是产生事件信号。
图5示出电能质量现场设备的另一个实施例。根据图5的电能质量现场设 备50具有与根据图1的电能质量现场设备类似的构造，从而一致的组件用相同 的附图标记表示。根据图5的电能质量现场设备50与根据图1的电能质量现场 设备10的区别仅在于用于确定各测量值的测量时刻的时钟发生器的类型。图5 示出的电能质量现场设备50的时钟发生器52具有可以接收外部时钟的接收装 置51。根据经过接收装置51接收的外部时钟，电能质量现场设备50的控制装 置13的时钟发生器52提供时间脉冲，根据该时间脉沖可以关于外部时钟精确 确定各个测量值的测量时刻。
根据图5时钟发生器52的接收装置51例如可以是GPS接收器(全球定位 系统)，该GPS接收器接收由在运行轨道中安装的GPS卫星53发送的时钟。 由GPS卫星53发送的时钟是具有每秒一个脉冲的频率的高精度的时钟。根据 该精确时钟电能质量现场设备50的控制装置13可以将各个测量值以例如微秒范围的精度与各个测量时刻相对应。取代从GPS卫星接收信号的GPS接收器， 还可以设置适合于接收具有在电能质量现场设备50外部产生的时钟的信号的 其它接收器。
最后图6示出由多个设置在仅示意性示出的供电网62的线段上的电能质 量现场设备61a至61g组成的系统。电能质量现场设备61a至61g与图5的表 示相应地具有用于接收外部时钟例如GPS卫星53的GPS信号的接收装置。以 这种方式可以达到，在电能质量现场设备61a至61g中的所有时钟发生器精确 地同步运行，并且由此可以将由电能质量现场设备61a至61g所采集的测量值 与绝对的测量时刻对应，这些测量时刻在其余的电能质量现场设备61a至61g 中也是有效的并且由此可以互相比较。换言之，以这种方式保证，在电能质量 现场设备61b中记录的测量值(该测量值由电能质量现场设备61b的控制装置 匹配到测量时刻t,)与另一个在电能质量现场设备61f中采集的测量值同时被 记录(该测量值由电能质量现场设备61f的控制装置同样匹配到测量时刻t！)。 如果对所有的电能质量现场设备61a至61g不使用外部时钟的话，则由于缺乏 在各电能质量现场设备61 a至61 g的时钟发生器之间的同步而不能给出精确的 说明，现场设备61b的测量时刻t,和现场设备61f的t,是否实际上一致。然而 在一些情况下，当对各电能质量现场设备的测量值的同步没有这么高的要求时， 设置如在根据图1的例子中的高精度时钟发生器，也是足够的。于是电能质量 系统也可以构造为没有外部的时钟并且没有相应的接收装置。
根据图6各电能质量现场设备61a至61f经过虛线表示的通信导线互相连 接并且与分析计算机64相连。经过该通信导线可以将各个电能质量现场设备 61a至61g的数据存储器的内容传输到分析计算机64。通信网络例如可以是以 太网络，其中根据工业标准IEC61850进行通信。用分析计算机64可以在系统 范围内对所有涉及的电能质量现场设备61a至61g进行判断，何时发生了阈值 破坏以及发生的频度。
权利要求
1. 一种用于监控供电网电能质量的方法，其中，实施以下步骤-在第一测量时刻借助在供电网的测量位置上设置的电能质量现场设备(10，50)的测量装置(11)采集第一电能质量特征参数的第一测量值；-在紧接着该第一测量时刻的第二测量时刻借助电能质量现场设备的测量装置(11)采集第一电能质量特征参数的第二测量值；-将该第一和第二测量值与至少一个预先给定的阈值比较，以及-当该两个测量值中的一个高于该至少一个阈值以及该两个测量值中的一个低于该至少一个阈值时，产生表明破坏该至少一个阈值的事件信号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，-将所述事件信号用于控制电能质量现场设备的光学信号装置。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，-所述事件信号促使所述电能质量现场设备的控制装置产生数据电文，其 中该数据电文包含至少一个给出被破坏的阈值的数据组。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，-所述数据电文还包含表明第一测量时刻和/或第二测量时刻的数据组。
5. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，被破坏的信息。
6. 根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于， -所述数据电文还包含第一测量值和/或第二测量值。
7. 根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，-将所述数据电文存储在所述电能质量现场设备的固定数据存储器中，和/ 或传输给设置在所述电能质量现场设备的上级的数据处理装置。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-所述事件信号促使所述电能质量现场设备的控制装置将所述第一测量值 和/或第二测量值存储到所述电能质量现场设备的固定数据存储器(l4)中。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，-除了所述测量值，还将所述第一测量时刻和/或第二测量时刻存储在所述固定数据存储器(14)中。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-所述电能质量现场设备(50)采集设备内部的时钟发生器的时钟，并且 根据该时钟确定各测量值的测量时刻。
11. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，-所述电能质量现场设备(50)采集外部时钟，并且根据该外部时钟确定 各测量值的测量时刻。
12. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-除了所述第一电能质量特征参数的测量值之外，还采集至少一个其它电 能质量特征参数的测量值，并且当该至少一个其它电能质量特征参数的两个时 间上紧邻的测量值位于至少一个其它的阈值的不同侧时，产生另一个事件信号。
13. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-所述事件信号还促使控制装置实施所述电能质量现场设备的其它电能质 量功能。
14. 一种电能质量现场设备(10, 50)，具有-用于采集测量值的测量装置(11)和控制装置(13)，该控制装置构造为， 将所采集的测量值与至少一个预先给定的阈值比较，并当两个紧邻的测量值中 的一个超过该至少一个阈值以及一个低于该至少一个阈值时，产生事件信号。
15. 根据权利要求14所述的电能质量现场设备，其特征在于， -具有可以通过事件信号激活的光学信号装置。
16. 根据权利要求14或15所述的电能质量现场设备，其特征在于，-具有通信装置，在出现所述事件信号的情况下将表示被破坏的阈值的数 据电文发送到在电能质量现场设备上级设置的数据处理装置。
17. 根据权利要求14至16中任一项所述的电能质量现场设备，其特征在于，-具有固定数据存储器，在出现所述事件信号的情况下借助所述控制装置 将至少一个给出所述被破坏的阈值的数据组存储到该固定数据存储器中。
18. 根据权利要求14至17中任一项所述的电能质量现场设备(10, 50), 其特征在于，-所述控制装置(13)还被构造为用于实施保护供电网组件的功能。
19. 根据权利要求14至18中任一项所述的电能质量现场设备(50)，其特征在于，-具有用于产生时钟的设备内部的时钟发生器，并且-所述控制装置(13)构造为用于根据该时钟确定各个采集的测量值的测量时刻。
20. 根据权利要求14至18中任一项所述的电能质量现场设备(50)，其特 征在于，-具有用于接收外部时钟的接收装置(51),并且-所述控制装置(13)构造为根据所接收的外部时钟确定各个采集的测量 值的测量时刻。
21. 根据权利要求20所述的电能质量现场设备(50),其特征在于， -所述接收装置(51)是GPS接收器。
22. —种电能质量系统(60)，由以下组成-多个根据权利要求14至21中任一项所述的电能质量现场设备(61a至 61g)，以及-至少一个中央数据处理装置(64)，所述电能质量现场设备(61a至61g) 经过数据通信网络(63)与该中央数据处理装置(64)相连。
全文摘要
为了能够用电能质量现场设备以相对小的开销实现对供电网电能质量的监控，提出了一种监控供电网中电能质量的方法，其中，执行以下步骤在第一测量时刻借助设置在供电网测量位置上的电能质量现场设备(10，50)的测量装置(11)采集第一电能质量特征参数的第一测量值；在紧接着第一测量时刻的第二测量时刻借助该测量装置(11)采集第一电能质量特征参数的第二测量值；将该第一和第二测量值与至少一个预先给定的阈值比较；当两个测量值中的一个高于该至少一个阈值以及两个测量值中的一个低于该至少一个阈值时，产生表明破坏该至少一个阈值的事件信号。本发明还涉及实施这样的方法的电能质量现场设备，以及电能质量系统。
文档编号H02J3/00GK101427437SQ200680054289
公开日2009年5月6日 申请日期2006年4月18日 优先权日2006年4月18日
发明者尤维·安克拉姆 申请人:西门子公司