Welche Vorteile bietet eine ereignisbasierte Fehleranalyse in Hochspannungs-Übertragungsnetzen?

Der Transient Fault Recorder (TFR) der iba AG ermöglicht eine hochauflösende Fehleranalyse in Stromübertragungsanlagen und trägt damit wesentlich zur Netzsicherheit bei. Im Störungsfall werden analoge und digitale Signale sowohl vor als auch nach dem Ereignis aufgezeichnet, sodass der genaue Ablauf einer Netzstörung nachvollzogen werden kann. Durch die hohe zeitliche Auflösung lassen sich selbst sehr schnelle Reaktionen elektrischer Systeme und daraus resultierende Kompensationsprozesse zuverlässig erfassen. Dies unterstützt Ingenieure dabei, Fehlerursachen präzise zu identifizieren und geeignete Gegenmaßnahmen abzuleiten. In komplexen Energieinfrastrukturen verbessert dies die Verfügbarkeit der Anlagen, verkürzt Analysezeiten und reduziert das Risiko ungeplanter Ausfälle.

Wie lassen sich unterschiedliche Signale in der Energietechnik mit bedarfsgerechten Abtastraten erfassen?

Das iba-System unterstützt eine modellbasierte Datenerfassung, bei der unterschiedliche Signalgruppen mit individuell angepassten Abtastraten verarbeitet werden können. Beim Einsatz des Transient Fault Recorder (TFR) können Signale mit Abtastraten von bis zu 40 kHz erfasst werden, während weniger kritische Daten mit niedrigeren Raten aufgezeichnet werden. Dadurch werden Speicher- und Rechenressourcen effizient genutzt, ohne auf wichtige Informationen zu verzichten. Für Anwendungen mit noch höheren Anforderungen bietet das modulare Messsystem ibaMAQS perspektivisch Abtastraten von bis zu 500 kHz. Unternehmen profitieren dadurch von einer flexiblen Datenerfassungsstrategie, die technische Anforderungen mit wirtschaftlicher Effizienz verbindet.

Welche Rolle spielt die Integration von IEC-61850-Daten für eine umfassende Netzanalyse?

Mit ibaPDA können neben Mess- und Steuerungsdaten auch Informationen aus Schaltanlagen verarbeitet werden, die über das Kommunikationsprotokoll IEC 61850 bereitgestellt werden. Dadurch werden unterschiedliche Datenquellen in einer gemeinsamen Umgebung zusammengeführt und synchron erfasst. Ereignisse, Prozesswerte und berechnete Echtzeitsignale stehen gleichzeitig für Analysen zur Verfügung, wodurch Zusammenhänge zwischen verschiedenen Anlagenteilen deutlich besser erkannt werden können. Besonders in Energieübertragungsnetzen erleichtert diese zentrale Datengrundlage die Untersuchung von Störungen und die Bewertung des Anlagenverhaltens. Anwender erhalten einen vollständigen Überblick über kritische Ereignisse und können fundierte Entscheidungen zur Optimierung der Netzzuverlässigkeit treffen.

Welche Möglichkeiten gibt es, Messdaten aus Steuerungen und Schaltanlagen gemeinsam auszuwerten?

Eine gemeinsame Analyse unterschiedlicher Datenquellen wird durch ibaPDA und die hohe Prozesskonnektivität des iba-Systems ermöglicht. Messwerte aus Steuerungen, digitale Ereignisse sowie Daten aus IEC-61850-basierten Schaltanlagen können synchron erfasst und in einer einheitlichen Datenbasis zusammengeführt werden. Dadurch lassen sich technische Zusammenhänge über Systemgrenzen hinweg nachvollziehen. Für Betreiber komplexer Energieanlagen bedeutet dies eine deutlich verbesserte Transparenz bei Störungen und Betriebsereignissen. Die konsolidierte Datensicht erleichtert nicht nur die Ursachenanalyse, sondern unterstützt auch die Bewertung von Schutz- und Steuerungsfunktionen. Dies führt zu einer effizienteren Fehlerdiagnose und verbessert die Betriebssicherheit der Gesamtanlage.

Wozu dient der automatische Export von Störungsdaten in standardisierte Analyseformate?

ibaDatCoordinator automatisiert die Weiterverarbeitung von aufgezeichneten Störungs- und Ereignisdaten, indem Datensätze in das COMTRADE-Format exportiert werden. Dieser international etablierte Standard erleichtert die Analyse elektrischer Netzereignisse in unterschiedlichen Auswertewerkzeugen und verbessert die Zusammenarbeit zwischen Projektpartnern, Betreibern und technischen Experten. Durch die automatisierte Bereitstellung der Daten entfallen manuelle Verarbeitungsschritte, wodurch Fehlerquellen reduziert und Analyseprozesse beschleunigt werden. Besonders bei umfangreichen Untersuchungen von Netzstörungen entsteht dadurch ein effizienter und nachvollziehbarer Workflow. Unternehmen profitieren von einer konsistenten Datenbasis und einer schnelleren Verfügbarkeit relevanter Diagnoseinformationen.

GE Vernova setzt beim Projekt in Sofia auf das iba-System

Maximale Netzsicherheit für Offshore-Windenergie

Im Offshore-Windpark Sofia sorgt GE Vernova mit dem Mess- und Analysesystem der iba AG für eine sichere und effiziente Stromübertragung. Durch flexible Abtastraten und nahtlose Integration ermöglicht das iba-System eine präzise Fehleranalyse – eine entscheidende Voraussetzung für die Stabilität eines der leistungsstärksten Windparks der Welt.

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Das Projekt Verwendete Funktionen Weitere Success Stories

Mitten in der Nordsee, etwa 195 Kilometer von der Nordostküste Großbritanniens entfernt, entsteht mit dem Sofia Offshore Projekt gegenwärtig einer der leistungsstärksten Windparks der Welt. Nach der Fertigstellung sollen die 100 Windturbinen eine Leistung von 1,4 Gigawatt liefern.

Die von Sofia erzeugte Gesamtstrommenge reicht aus, um fast 1,2 Millionen britische Haushalte mit Strom zu versorgen. Die Übertragung dieses Stroms vom 593 Quadratkilometer großen Offshore-Windpark zu den Verbrauchern erfordert jedoch eine hochentwickelte Übertragungsinfrastruktur.

Zunächst leiten Hochleistungs-Exportkabel den Strom zu einer Offshore-Umrichterplattform, wo er für eine effiziente Fernübertragung von 66 kV Wechselstrom auf 320 kV Gleichstrom umgewandelt wird. In der etwa 220 Kilometer entfernten Umrichterstation an Land wird der Strom wieder in 400 kV Wechselstrom umgewandelt, wodurch er für die Einspeisung in das nationale Stromnetz geeignet ist.

Flexible Abtastraten: Fehleranalyse mit dem iba-System

Um diese beiden Schlüsselkomponenten so fehlersicher wie möglich zu betreiben, entschied sich das Unternehmen GE Vernova, das für die Planung und den Bau der Stromrichterstationen verantwortlich ist, für den Transient Fault Recorder (TFR) der deutschen iba AG.

„Wir haben bereits bei früheren Projekten mit dem iba-System gearbeitet und festgestellt, wie leistungsfähig die Produkte sind. Besonders hilfreich für uns ist, dass die Lösung im Vergleich zu anderen TFR-Systemen modellbasiert ist. Das bedeutet, dass wir ganz flexibel für unterschiedliche Signalgruppen auch unterschiedliche Abtastraten benutzen können“, sagt Li Ding, Principal Engineer für Kontroll- und Schutzsysteme bei GE Vernova.

Auf diese Weise ließen sich Ressourcen und Kosten einsparen. „Im iba-System zeichnen wir mit einer Abtastrate von bis zu 40 Kilohertz auf, aber das brauchen wir natürlich nicht für alle Signale“, berichtet Ding.

Derart hohe Abtastraten sind notwendig, da elektrische Systeme extrem schnell auf Fehler reagieren und einsetzende Kompensationsprozesse erhebliche Schäden verursachen können. In Zukunft wären mit dem neuen modularen Messsystem ibaMAQS sogar Abtastraten von bis zu 500 kHz möglich.

Daten aus Steuerungen und Schaltanlagen gemeinsam auswerten

Zwei TFR-Systeme der iba AG setzt GE Vernova im Sofia-Projekt ein, eines in jeder Substation. Mithilfe dieser werden die analogen und digitalen Signale im Fehler- oder Störungsfall hochaufgelöst aufgezeichnet – vor und nach dem Auftreten des jeweiligen Ereignisses.

Dank der ausgeprägten Prozesskonnektivität des iba-Systems sind Mess- und Steuerungsdaten, ebenso wie Ereignisse und berechnete Echtzeitsignale gleichzeitig verfügbar. Auch Daten aus Schaltanlagen, die mit dem Kommunikationsprotokoll IEC 61850 versendet werden, können dank der entsprechenden Schnittstelle in der Datenerfassungssoftware ibaPDA in einem System erfasst und somit gemeinsam mit weiteren Prozessdaten analysiert werden.

Zur Erfassung der Signale baut GE Vernova auf die iba-Hardwarekomponente ibaPADU-S in Kombination mit den Modulen ibaMS-AI und ibaMS-DI. „Im Sofia-Projekt werden alle Signale der Messwandler in das 61850-Protkoll umgewandelt, in unserem System wird daher die Kommunikation über das 61850-Protokoll anstelle der Hardwaresignale verwendet. Und mit der iba-Lösung sind wir da sehr flexibel“, sagt Ding.

All dies ermöglicht eine umfangreiche Analyse von Netzstörungen und anderen Ereignissen sowie die präzise Identifikation der Ursachen. Die aufbereiteten Datensätze werden mit der Datenmanagementsoftware ibaDatCoordinator automatisch ins COMTRADE-Format exportiert.

„Wir waren von den Produkten aber auch von der professionellen Zusammenarbeit sehr beeindruckt. Bei den Anliegen, die wir hatten, wurde uns immer direkt geholfen“, freut sich Ding. Mit Blick auf die Zukunft fügt sie an: „Das ist der Hauptaspekt, warum wir uns für das iba-System entschieden haben und es auch bei zukünftigen Projekten einsetzen werden.“

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Umrichterstationen für Offshore-Windparks stellen enorme Anforderungen an die Messtechnik. Mit dem iba-System lassen sich Hochgeschwindigkeits-Transientenmessungen mit Prozessdaten aus verschiedenen Quellen in einer einzigen Analyseumgebung kombinieren. Dies gewährleistet maximale Netzsicherheit.

Thomas De Keyzer
Application & Consulting Engineer, iba Benelux BV

Offshore-Windkraftanlagen in ruhigem blauem Wasser unter klarem Himmel.

Verwendete Funktionen

Die folgenden Funktionen des iba-Systems werden in dieser Applikation verwendet.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welche Vorteile bietet eine ereignisbasierte Fehleranalyse in Hochspannungs-Übertragungsnetzen?: Der Transient Fault Recorder (TFR) der iba AG ermöglicht eine hochauflösende Fehleranalyse in Stromübertragungsanlagen und trägt damit wesentlich zur Netzsicherheit bei. Im Störungsfall werden analoge und digitale Signale sowohl vor als auch nach dem Ereignis aufgezeichnet, sodass der genaue Ablauf einer Netzstörung nachvollzogen werden kann. Durch die hohe zeitliche Auflösung lassen sich selbst sehr schnelle Reaktionen elektrischer Systeme und daraus resultierende Kompensationsprozesse zuverlässig erfassen. Dies unterstützt Ingenieure dabei, Fehlerursachen präzise zu identifizieren und geeignete Gegenmaßnahmen abzuleiten. In komplexen Energieinfrastrukturen verbessert dies die Verfügbarkeit der Anlagen, verkürzt Analysezeiten und reduziert das Risiko ungeplanter Ausfälle.
Wie lassen sich unterschiedliche Signale in der Energietechnik mit bedarfsgerechten Abtastraten erfassen?: Das iba-System unterstützt eine modellbasierte Datenerfassung, bei der unterschiedliche Signalgruppen mit individuell angepassten Abtastraten verarbeitet werden können. Beim Einsatz des Transient Fault Recorder (TFR) können Signale mit Abtastraten von bis zu 40 kHz erfasst werden, während weniger kritische Daten mit niedrigeren Raten aufgezeichnet werden. Dadurch werden Speicher- und Rechenressourcen effizient genutzt, ohne auf wichtige Informationen zu verzichten. Für Anwendungen mit noch höheren Anforderungen bietet das modulare Messsystem ibaMAQS perspektivisch Abtastraten von bis zu 500 kHz. Unternehmen profitieren dadurch von einer flexiblen Datenerfassungsstrategie, die technische Anforderungen mit wirtschaftlicher Effizienz verbindet.
Welche Rolle spielt die Integration von IEC-61850-Daten für eine umfassende Netzanalyse?: Mit ibaPDA können neben Mess- und Steuerungsdaten auch Informationen aus Schaltanlagen verarbeitet werden, die über das Kommunikationsprotokoll IEC 61850 bereitgestellt werden. Dadurch werden unterschiedliche Datenquellen in einer gemeinsamen Umgebung zusammengeführt und synchron erfasst. Ereignisse, Prozesswerte und berechnete Echtzeitsignale stehen gleichzeitig für Analysen zur Verfügung, wodurch Zusammenhänge zwischen verschiedenen Anlagenteilen deutlich besser erkannt werden können. Besonders in Energieübertragungsnetzen erleichtert diese zentrale Datengrundlage die Untersuchung von Störungen und die Bewertung des Anlagenverhaltens. Anwender erhalten einen vollständigen Überblick über kritische Ereignisse und können fundierte Entscheidungen zur Optimierung der Netzzuverlässigkeit treffen.
Welche Möglichkeiten gibt es, Messdaten aus Steuerungen und Schaltanlagen gemeinsam auszuwerten?: Eine gemeinsame Analyse unterschiedlicher Datenquellen wird durch ibaPDA und die hohe Prozesskonnektivität des iba-Systems ermöglicht. Messwerte aus Steuerungen, digitale Ereignisse sowie Daten aus IEC-61850-basierten Schaltanlagen können synchron erfasst und in einer einheitlichen Datenbasis zusammengeführt werden. Dadurch lassen sich technische Zusammenhänge über Systemgrenzen hinweg nachvollziehen. Für Betreiber komplexer Energieanlagen bedeutet dies eine deutlich verbesserte Transparenz bei Störungen und Betriebsereignissen. Die konsolidierte Datensicht erleichtert nicht nur die Ursachenanalyse, sondern unterstützt auch die Bewertung von Schutz- und Steuerungsfunktionen. Dies führt zu einer effizienteren Fehlerdiagnose und verbessert die Betriebssicherheit der Gesamtanlage.
Wozu dient der automatische Export von Störungsdaten in standardisierte Analyseformate?: ibaDatCoordinator automatisiert die Weiterverarbeitung von aufgezeichneten Störungs- und Ereignisdaten, indem Datensätze in das COMTRADE-Format exportiert werden. Dieser international etablierte Standard erleichtert die Analyse elektrischer Netzereignisse in unterschiedlichen Auswertewerkzeugen und verbessert die Zusammenarbeit zwischen Projektpartnern, Betreibern und technischen Experten. Durch die automatisierte Bereitstellung der Daten entfallen manuelle Verarbeitungsschritte, wodurch Fehlerquellen reduziert und Analyseprozesse beschleunigt werden. Besonders bei umfangreichen Untersuchungen von Netzstörungen entsteht dadurch ein effizienter und nachvollziehbarer Workflow. Unternehmen profitieren von einer konsistenten Datenbasis und einer schnelleren Verfügbarkeit relevanter Diagnoseinformationen.