BPM — Breaker Performance Monitor

Jeder Schaltvorgang wird zur vollständigen Schalterdiagnose: Kurvenformerfassung, Auslösespulenund Isoliergasüberwachung, kontinuierlich

Dynamic Ratings BPM

Überwachung von Hochspannungsleistungsschaltern

DYNAMIC RATINGS

BPM

Breaker Performance Monitor

Leistungsschalter-Monitor für Hochspannungsnetze

Vollständige Diagnose bei jedem Schaltvorgang

Jedes Ausund Einschalten des Leistungsschalters wird einer vollständigen Diagnose seiner mechanischen und elektrischen Systeme unterzogen. Die Smart-Capture-Technologie vergleicht die Kurvenform jedes Schaltvorgangs grafisch mit der First-Trip-Referenz und analysiert detailliert Ausund Einschaltzeiten, das Verhalten von Verklinkung und Lagern, Schmierungsprobleme, den Zustand der Hilfskontakte und die Fehlerstromwerte.

Zustandsorientierte Instandhaltung

Multiparameter-Sensoren erfassen kontinuierlich Dichte, Temperatur und Feuchte des Isoliergases und lösen Alarme für Leckagerate, Trend bis zur Sperre und massiven Gasverlust aus, ergänzt um Auslösekreiswiderstand, Kontaktverschleiß und Verhalten des Lademotors.

Höhere Systemzuverlässigkeit

Das Gerät liefert Daten zum Zustand des Energiespeichersystems des Leistungsschalters, sodass ein Fehler erkannt werden kann, bevor der Schalter auslösen muss – Informationen, die reaktive Aufzeichnungsgeräte wie mikroprozessorbasierte Schutzrelais nicht liefern können.

Warum den Leistungsschalter überwachen

Hochspannungsleistungsschalter sind für die Sicherheit und den zuverlässigen Betrieb des Energiesystems unerlässlich: Sie müssen Fehlerströme schnell unterbrechen, um sie vom übrigen Netz zu trennen. Ein langsamer Schalter oder einer, der auf Befehl nicht öffnet, setzt das System übermäßigen Fehlerströmen aus, was zu vorzeitiger Alterung und kostspieligen Ausfällen von Transformatoren und anderen Betriebsmitteln führt. Schaltversagen von Leistungsschaltern zählen tatsächlich zu den häufigsten Ursachen von Störungen in Umspannwerken; ohne elektronische Überwachung müssen Netzbetreiber auf zeitbasierte Instandhaltung und Offline-Prüfungen setzen, die mit alternder Infrastruktur und knapper werdendem Fachpersonal immer weniger wirksam sind.

Schaltzeiten und Smart-Capture-Technologie

Schnelle Kurvenformerfassung

Der Dynamic Ratings BPM vereint die wirksamsten Offlineund Online-Prüfmethoden in einem einzigen Überwachungspaket und erkennt Schaltmängel lange bevor sie zum Problem für den Leistungsschalter werden. Die Funktion zur Überlagerung von Kurvenformen zeigt grafisch die Abweichungen jedes Schaltvorgangs gegenüber der First-Trip-Referenz und erleichtert so eine frühzeitige Diagnose.

Spulenströme und Erkennung von Auslösespule 1/2

Bei jedem Schaltvorgang erfasst das Gerät, ob die Auslösung über Auslösespule 1 oder 2 erfolgte, zusammen mit dem Spitzenund Maximalstrom dieser Spule sowie gegebenenfalls der Einschaltspule. Diese Zuordnung steht mit der Ausschaltzeit des Vorgangs in druckbaren Diagrammen und Tabellen zur Verfügung, die als nachprüfbarer Nachweis jedes Schaltvorgangs dienen.

Hilfskontakte und Schaltspielzähler

Auswertung der Kurvenformerfassung: Lastströme je Phase, Auslösespulenstrom und Zustand der Hilfskontakte A/B je Schaltvorgang.

Die Signale der Hilfskontakte A und B werden zusammen mit den Lastströmen je Phase sowie Aus-, Einund Lichtbogenzeiten protokolliert, mit einem Zähler für Schaltvorgänge gesamt und unter Fehlerbedingungen, der einen sofortigen historischen Überblick über die tatsächliche Beanspruchung des Schalters gibt.

Auslösespule, Kontakte und kumuliertes I²T

Auslösekreiswiderstand

Die Überwachung der Auslösespulenintegrität erkennt Änderungen des Auslösekreiswiderstands, ein Frühindikator für den Zustand der Spule und zugehöriger Komponenten, lange bevor diese Verschlechterung eine erfolgreiche Ausschaltung verhindern könnte.

Schalterzustand und kumuliertes I²T

Genaue, kumulierte I²T-Berechnungen je Schaltvorgang ermöglichen es, innere Inspektionen nur bei tatsächlichem Bedarf statt nach festem Kalender anzusetzen, und senken so Kosten und Aufwand der zeitzyklischen Instandhaltung.

Kontaktverschleiß

Kumuliertes I²T und die Erfassung der Fehlerschaltungen liefern zusammen mit dem bei jedem Vorgang protokollierten Hilfskontaktzustand eine kontinuierliche Abschätzung des Hauptkontaktverschleißes, mit grafischem und tabellarischem Nachweis für jedes Ereignis.

Lademotor und Feder, Verhalten bei Kälte

Starts, Strom und Laufzeit des Lademotors

Das Gerät protokolliert die Starts des Motors, der die Feder bzw. das Energiespeichersystem des Leistungsschalters nachlädt, mit Strom und Laufzeit, und liefert so Daten zum Zustand dieses Systems, die reaktive Aufzeichnungsgeräte wie mikroprozessorbasierte Schutzrelais nicht liefern können.

Anpassung an kalte Witterung

Energiespeichersysteme können bei kalter Witterung beeinträchtigt werden. Der Dynamic Ratings BPM passt seine Analyse der Motorlaufzeit in Echtzeit an temperaturbedingte Änderungen der Hydraulikölviskosität an und überwacht übermäßige Feuchte und übermäßigen Druck in pneumatischen Systemen, ein Symptom eingefrorener Luftleitungen – unabhängig von der Art des Energiespeichersystems im Leistungsschalter.

SF₆-Gas und Trockenluft, Schrankheizungen

Gasüberwachung für SF₆ und Trockenluft

Multiparameter-Sensoren erfassen Dichte, Temperatur und Feuchte des Isoliergases (SF₆ oder Trockenluft), mit Alarmen für Leckagerate, Trend bis zur Sperre und massiven Gasverlust.

Schrankheizungen und Umgebungsbedingungen

Die Überwachung von Heizstrom und -spannung erkennt Fehler, die zwischen den Wartungszyklen oft unbemerkt bleiben und unbehoben zu Kondensation in Steuerschränken, Korrosion der Steuerverdrahtung, Kurzschlüssen und vorzeitiger Alterung elektrischer Komponenten führen. Das Gerät liefert außerdem die Umgebungs-, Steuerschrankund Isoliergastemperatur.

Warum das Isoliergas überwachen

• Sicherheit: SF₆ ist ein starkes Treibhausgas; frühzeitig erkannte Leckagen verringern das Risiko für Personen und minimieren Emissionen.
• Betriebsverhalten: Ein unzureichender Gasdruck beeinträchtigt die Isolation und das Ausschaltvermögen des Leistungsschalters.
• Geplante Instandhaltung: Die Aufzeichnung der Gastrends über die Zeit ermöglicht es, Ausfälle vorherzusehen und Wartungsarbeiten zu optimieren.
• Einhaltung von Vorschriften: Viele Länder regulieren und begrenzen SF₆-Emissionen; die kontinuierliche Überwachung unterstützt eine Berichterstattung mit genauen Daten.

Eine modulare, offene Plattform zur Schalterüberwachung ohne Eingriff in den Antrieb

Architektur, Module und nicht-invasive Erfassung

Modularer Aufbau

Der Dynamic Ratings BPM wird nur mit den Modulen konfiguriert, die die jeweilige Installation benötigt: Prozessor, Universal-Netzteil (110-240 V AC oder 110-250 V DC) und die Ein-/Ausgangskarten für Auslösespule, Gas, Heizungen, Lademotor und Hilfskontakte, untergebracht in einem Baugruppenträger mit 4 oder 9 Steckplätzen je nach Anzahl der benötigten Karten.

Nicht-invasive Erfassung

Alle Größen werden aus elektrischen und Umgebungssignalen abgeleitet, die am Leistungsschalter bereits vorhanden sind – Auslösekreis, Lademotorkreis, Heizungen und Isoliergas-Instrumentierung –, ohne den Antrieb des Schalters zu berühren oder zu verändern. So lässt sich das Gerät sowohl an neuen als auch an bereits in Betrieb befindlichen Schaltern installieren.

Vielfältige Kommunikationsoptionen

Das Gerät bietet mehrere Kommunikationsoptionen – DNP3, Modbus oder IEC 61850 – über Ethernet in Kupferund Glasfaserausführung und lässt sich so einfach zusammen mit den übrigen Überwachungsgeräten in das SCADA-System des Umspannwerks integrieren.

Warum kontinuierliche Überwachung periodischen Prüfungen überlegen ist

Leistungsschalter stehen zwischen Schaltvorgängen lange still, was den Abbau der Schmierung und die Korrosion der Kontakte begünstigt; periodische zyklische Prüfungen bilden diese Bedingungen nicht immer ab, sodass ein beginnender Fehler – selbst etwas so Einfaches wie ein Heizungsthermostat – bis zur nächsten Inspektion unbemerkt bleiben kann. Die kontinuierliche Überwachung erkennt dagegen problemlos selbst kleinste Änderungen der physikalischen, mechanischen oder elektrischen Eigenschaften des Schalters.

Installation und Montage

Zwei Baugruppenträger-Größen

Der Dynamic Ratings BPM ist je nach Anzahl der benötigten Erweiterungskarten in einem Baugruppenträger mit 4 oder 9 Steckplätzen erhältlich: Die Version mit 4 Steckplätzen ist kompakter für Installationen mit wenigen optionalen Funktionen, die Version mit 9 Steckplätzen bietet Raum zur Erweiterung der Überwachung von Gas, Heizungen, Lademotor und Auslösespule in einem einzigen Gehäuse.

Montage

Beide Baugruppenträger haben dieselbe Höhe (126 mm / 5,00 in) und Tiefe (143 mm / 5,62 in), mit Befestigungsbohrungen an allen vier Ecken für die Montage in Schalttafeln oder Schränken im Umspannwerk.

Umgebungsbedingungen

Das Gerät ist für einen Temperaturbereich von -40°C bis +70°C (-40°F bis 158°F) ausgelegt und kann daher im Freien im Schrank des Umspannwerks direkt neben dem Leistungsschalter installiert werden.

Verwaltungssoftware, Alarme und Kommunikation

Desktop-Anwendung und Flottenmanagement

Zum Dynamic Ratings BPM gehört eine Desktop-Anwendung, über die Ingenieure auf das Gerät zugreifen, Daten einsehen und Diagnosen ausführen. Sie lässt sich um eine Flottenmanagement-Version erweitern, die die Daten aller Monitore am Standort – für Leistungsschalter, Transformatoren oder von Drittanbietern – zusammenführt, um Trends zu analysieren und fundierte Entscheidungen zu Instandhaltung und Risikomanagement für den gesamten Anlagenbestand zu unterstützen.

Zustandsbasierte Alarme

Jede überwachte Größe – Gas, Auslösespule, Heizungen, Lademotor – erzeugt konfigurierbare schwellenund trendbasierte Alarme, sodass das Wartungspersonal handeln kann, bevor aus einem Problem eine teure Reparatur oder ein ungeplanter Ausfall des Schalters wird.

Kommunikation

Das Gerät wird über DNP3, Modbus oder IEC 61850 über Kupferoder Glasfaser-Ethernet in das SCADA-System des Umspannwerks eingebunden und führt seine Alarme und Messgrößen mit denen der übrigen überwachten Betriebsmittel zusammen.

Dynamic Ratings BPM — TECHNISCHE DATEN

Baugruppenträger nach Anzahl der Erweiterungssteckplätze

Die in den Software-Bildschirmen gezeigten Status-, Alarm-, Trendund Ereignisdatumswerte sind illustrative Beispiele und stellen keine Gerätespezifikation dar.