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Digital-Abtastsystem hoher Linearität für Wechselleistungsmesstechnik und Netzqualitätsmessungen

08.12.2011

Nichtlineare Lasten und die zunehmende Anzahl neuer regenerativer Quellen in den Versorgungsnetzen können die Qualität der Energieversorgung stark beeinträchtigen. Um eine stetige Energieversorgung zu gewährleisten, sind komplexe und aufwendige Messungen der Netzqualitätsparameter nötig, damit kostengünstige Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Stabilität des Energieverteilungsnetzes getroffen werden können.

Das Herz von Wechselleistungsmesseinrichtungen und Netzqualitätsmessgeräten sind Digitalisierer, die das Signal von Transduktoren abtasten und in digitale Werte für eine spätere Analyse umwandeln. Ein Digital-Abtastsystem höchster Genauigkeit und Linearität ist deshalb für die Rückführung der von der Regulierungsbehörde geforderten Netzqualitätsmessungen von großer Bedeutung.  Das von der PTB entwickelte System basiert auf einem neuen und von der PTB zum Patent angemeldeten Synchronisationsverfahren (Anmeldung DE 10 2007 043 927 A1), in dem ein Digital-Signal-Prozessor die Grundschwingung eines komplexen Signals detektiert und mehrere Arten von Messungen ermöglicht. Neben Effektivwert können Phase, Wechselleistung und Spannungsverhältnisse mit typischen Messunsicherheiten von einigen µV/V und µrad (für die Phase) bei einer Messbereich-Aussteuerung von 10% bis 100% bestimmt werden.

Eine spezielle Software erlaubt die Messung kurzer Spannungsschwankungen (Flicker, nach IEC 61000-4-15), sodass das System auch als Referenz-Flickermeter verwendet werden kann.

Die Kalibrierung des Systems erfolgt ohne Aufwand mittels Software über eine im Gerät eingebaute Gleichspannungsreferenz.

 

 

 

Bild 1:
Das drei-phasige Abtastsystem in einem 19”-Gehäuse. Dieses Messgerät ermöglicht Messungen mit Messunsicherheiten von einigen μV/V, μrad oder μW/VA bei Netzfrequenzen, vergleichbar mit denen des primären PTB Abtast-Wechselleistungsnormals.

 

 

 

Ansprechpartner: W.G. Kürten Ihlenfeld
Fachbereich 2.3 : Elektrische Energiemesstechnik