DIN IEC/TR 61869-103 (VDE 0414-9-103):2013-02

Messwandler -

Anwendung von Messwandlern bei der Messung der Spannungsqualität (IEC/TR 61869-103:2012)

Dieser Teil der IEC 61869 wurde als Technischer Bericht erarbeitet. Er gilt für induktive und elektronische Messwandler mit analogem oder digitalem Ausgang zur Anwendung mit elektrischen Messgeräten für die Messung und die Interpretation von Messergebnissen für Parameter der Spannungsqualität in Wechselstromversorgungssystemen.mit 50 Hz bzw. 60 Hz.
Messwandler werden bisher für Schutz- und Messzwecke eingesetzt und stellen ein für Schutzrelais und Messeinrichtungen geeignetes Sekundärsignal mit der geforderten Genauigkeit zur Verfügung.
Heutzutage besteht ein wachsender Bedarf an der Untersuchung der Kennwerte der elektrischen Energie an einer bestimmten Stelle eines Energieversorgungssystems, mit anderen Worten es entwickelt sich die Forderung nach der Messung der Spannungsqualität (Power Quality, PQ) an dieser Stelle im System.
Der vorliegende Fachbericht dient der Bereitstellung der derzeit vorliegenden einschlägigen Informationen zu diesem Thema. Nach Festlegung der anstehenden Probleme und der zu untersuchenden Aspekte, werden Hinweise zu den anzuwendenden Verfahren und Anordnungen gegeben.
Der Einfluss von Messwandlern auf Messungen der Spannungsqualität ist gebunden an die angewendete Technik, die Auslegung und die Fertigung.
Messwandler werden eingesetzt, um einem Messgerät für die Messung der Spannungsqualität ein Signal zur Verfügung zu stellen, das für deren Eingangskanäle geeignet ist und alle entsprechenden Informationen enthält, die von den Primärsignalen benötigt werden. Diese Informationen können die genaue Wiedergabe des Primärsignals sein oder sie können dem Messgerät die entsprechenden Informationen zur Verfügung stellen, um die Parameter der Spannungsqualität des Primärsignals wiederherzustellen.
Induktive Messwandler sind bisher mit einem größtenteils linearen Verhalten im Bereich der Amplituden des Primärsignals und bei Bemessungsnetzfrequenz entwickelt worden; außerhalb dieser Bereiche ist ihr Verhalten nicht genormt, selbst wenn sich ihre Linearitätskennwerte über die Bemessungsbereiche hinaus erstrecken können.
Induktive Messwandler dürfen jedoch nicht grundsätzlich als linear angesehen werden, weder mit der Änderung der Amplitude des Primärsignals noch mit der Änderung der Frequenz; diese Tatsache betrifft eher die Beschreibung des Messwandlers als das Messverhalten.
Aufgrund von verfahrenstechnischen Beschränkungen gibt es derzeit kein genormtes labortechnisches Verfahren, das für induktive Messwandler für diese Zwecke geeignet ist. In der Praxis gehörten solche Prüfungen bisher nicht zum Anwendungsbereich der Standardlaborausrüstung und es sind neue, spezialisierte Prüfanordnungen zu entwickeln, um das Verhalten richtig zu bewerten. Des Weiteren können aus Feldversuchen, durch vergleichende Messungen mit induktiven Messwandlern und aus Daten von ausschließlich als linear beschriebenen Sensoren ergänzende Informationen geschlossen werden.
Auf der gegenwärtigen Entwicklungsstufe stehen in der Fachliteratur viele Beiträge über den Frequenzgang von Messwandlern zur Verfügung. Diese Informationen können für die Bewertung des Verhaltens von Messwandlern zur Messung von Parametern der Spannungsqualität hilfreich sein, sie können aber auch irreführend sein, da sie möglicherweise für das tatsächliche Verhalten des Sensors bei höheren Spannungen und Strömen nicht repräsentativ sind. Aus diesem Grund werden im vorliegenden Fachbericht die Informationen über den Frequenzgang von Messwandlern und über das Messverhalten in unterschiedlichen Abschnitten behandelt.
Zu den in diesem Fachbericht betrachteten Parametern der Spannungsqualität gehören Netzfrequenz, Spannungsbetrag, Flicker, Einbrüche und Überhöhungen der Spannung, Spannungsunterbrechungen, Unsymmetrie, Oberschwingungen und Zwischenharmonische der Spannung, Signalübertragung auf elektrischen Netzen und schnelle Spannungsänderungen.
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Frequenzbereiche der Technologien von Spannungswandlern
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Frequenzbereiche der Technologien von Stromwandlern
Zuständig ist das K 471 „Messwandler“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.