Fluxgate-Durchführungswandler zur hochgenauen Strommessung im Bereich von DC bis 150 kHz an Transformatoren

Abstract:
Die zunehmende Marktdurchdringung der erneuerbaren Energien steht i.d.R. in direktem Zusammenhang mit einer zunehmenden Anzahl von leistungselektronischen Anlagen im Netz. Dementsprechend ist mit einer kontinuierlichen Ver-änderung der Oberschwingungssituation je nach Betriebszustand der Anlagen zu rechnen. Simulationen reichen oftmals nicht aus, um die reale Situation der Strom- und Spannungsoberschwingungen darzustellen. Im Übertragungsnetzt stehen für die Spannungsmessung geeignete Messsysteme zur Verfügung wie z.B. RC-Teiler oder kapazitive Durchführungsteiler. Für die Strommessung stehen allerdings zum jetzigen Zeitpunkt keine geeigneten Messsystemen zur Verfügung, die vor allem zur Nachrüstung von Bestandtransformatoren, geeignet sind. Darüber hinaus sind bestehende Probleme wie Ungenauigkeiten bei der Verrechnungsmessung durch herkömmliche induktive Stromwandler noch nicht flächendeckend gelöst. Parasitäre DC-Komponenten und Frequenzanteile unter 50 Hz können ebenfalls in allen Spannungsebenen auftreten und den magnetischen Arbeitspunkt von induktiven Betriebsmitteln wie z. B. Stromwandlern nachteilig beeinflussen. In der Niederspannung wird auf diese Probleme bereits reagiert. In höheren Spannungsebenen ist diese Entwicklung noch nicht angekommen. Fluxgate-Stromsensoren werden bereits seit Jahrzehnten in Prüffeldern für hochgenaue Leistungsmessungen und in HGÜ-Projekten eingesetzt und bieten bei vielen Messaufgaben im AC-Übertragungsnetz erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen Stromwandlern. Die Sensoren können sowohl bei neuen Transformatoren als auch für die Nachrüstung von bestehenden Transformatoren eingesetzt werden. Durch die hochgenaue Strommessung von DC bis in den dreistelligen kHz-Bereich kann eine zuverlässige Beurteilung von Stromoberschwingungen durchgeführt werden. Es können ebenfalls transiente Vorgänge im Netz gemessenen werden, welche wiederrum zur Bestimmung von Netzimpedanzen verwendet werden können.