Schutz
Ingenieur:innen haben die Aufgabe, Systeme zu entwerfen, zu konfigurieren und zu implementieren, die schnell, sicher, selektiv und zuverlässig sind. Diese Systeme müssen unter Fehlerbedingungen präzise und konsistent reagieren, was eine gründliche Validierung und Tests erforderlich macht. Die zunehmende Komplexität der miteinander verbundenen Netzkomponenten und der sich entwickelnden Architekturen macht umfassende Tests jedoch immer schwieriger, so dass HIL eine wichtige Lösung ist, um die Testabdeckung zu verbessern und widerstandsfähigere Netzschutzsysteme zu entwickeln.
Unsere Kunden
Herausforderungen
Schutz des Unvorhersehbaren
Mit zunehmendem Anteil der erneuerbaren Energien wird die Netztopologie dynamischer und das Kurzschlussverhältnis sinkt, was die Fehlererkennung und die Schutzkoordination komplexer macht. Herkömmliche Schutzsysteme haben Schwierigkeiten mit schwachen Netzen und Bedingungen mit geringer Trägheit, bei denen Fehlerströme weniger vorhersehbar sind.
System Integrity Protection Schemes (SIPS) müssen heute in großen, variablen Netzen mit schwankenden Fehlerniveaus und Echtzeit-Kommunikationsbeschränkungen zuverlässig funktionieren. Diese wachsenden Herausforderungen erfordern realitätsnahe Tests , die das dynamische Netzverhalten nachbilden und die Schutzstrategien unter realistischen Betriebsbedingungen validieren können.
Demo
Wanderwellenrelais Tests mit FPGA-basiertem Echtzeitsimulator
Sehen Sie sich eine Demonstration der Verwendung eines Echtzeitsimulators zur Durchführung von Hardware(HIL) Tests der neuesten Traveling Wave Fault Locators an. Das Modell eines Stromversorgungsnetzes mit einer langen Übertragungsleitung wird in Echtzeit auf einem FPGA mit einem Zeitschritt von Hunderten von Nanosekunden ausgeführt. Analoge Signale mit geringer Leistung werden mit 1 MHz vom RTS abgetastet und an zwei SEL-T400L-Relais weitergeleitet. Verschiedene Fehlerszenarien werden angewandt, um die TW87-Fehlerortungsalgorithmen zu testen.
Vorteile
Vorteile von Tests für Schutzrelais
Hardware(HIL) Tests revolutionieren die Validierung und Entwicklung von Schutzrelais. Durch die Simulation realer Netzbedingungen in einer kontrollierten Umgebung bieten Tests unübertroffene Präzision und Flexibilität.
Traditionelle Relais Tests Ansatz
Gute und bewährte Methode für traditionelle Szenarien.
Beschränkungen: Offene Schleife; fester V/I und Hochlauf; keine Datenveränderung/-verlust
Hardware Tests Ansatz
Bewährt für Tests sowie für die Validierung neuer und komplexerer Schutzalgorithmen.
Vorteile: Geschlossener Regelkreis, um die Auswirkungen des Relais auf das Netz zu berücksichtigen; Topologie-gesteuerte detaillierte EMT-Simulation; Fähigkeit, komplexe Systeme mit mehreren physischen und virtuellen Relais zu testen.
Anschlussarten
OPAL-RT HIL-Konfigurationen für den Schutz von Energiesystemen
Wir bieten zahlreiche tragbare, leistungsstarke Echtzeitsimulatoren an, die speziell für Ingenieur:innen entwickelt wurden. Die Simulationsumgebung des Unternehmens ist in der Lage, große und komplexe modellbasierte oder grundlegende funktionale Testszenarien bereitzustellen, während sie gleichzeitig eine Reihe von Ein- und Ausgängen für eine kompromisslose Konnektivität unterstützt. Die von OPAL-RT unterstützten Verbindungstypen sind zukunftssicher und bieten Systeme, die zahlreiche IEDs mit IEC 61850 GOOSE und Sampled Values Streams oder anderen Kommunikationsprotokollen wie DNP3 und Modbus emulieren können.
Anwendungsfall 1
Prüfen Sie Schutzgeräte über analoge und digitale Schnittstellen und verwenden Sie Verstärker, um die Auswirkungen von Gerätestrom und Spannungswandlern einzubeziehen, oder schließen Sie sie direkt an eine Niederspannungsschnittstelle an. Die Hochspannungsschnittstelle wird verwendet, um den richtigen Spannungspegel mit einem Relais für digitale Signale zu verbinden.
Anwendungsfall 2
Prüfen Sie Schutzeinrichtungen über analoge PT- und CT-Signale, und verwenden Sie den Verstärker, um die Spannungs- und Stromwandler anzupassen. Systeminformationen werden über IEC61850 GOOSE über Publisher und Subscriber verbunden.
Anwendungsfall 3
Verbinden Sie Schutzsysteme mit IEC61850 Sampled Value und GOOSE über Publisher und Subscriber. Verwenden Sie eine GPS-Uhr, um eine hochpräzise Simulationssynchronisation und Zeitstempelung zu erhalten.
Die Erfolgsgeschichte
Prototypen auf dem neuesten Stand der Technik Tests von PAC-Geräten für die Energiewirtschaft
Erfahren Sie, wie Protecta unseren Simulator nutzt, um Tests von Schutz- und Steuergeräten in Echtzeit durchzuführen. Ihre Einrichtung ermöglicht eine genaue Validierung von Funktionen wie Einschaltstromerkennung, Stromwandlersättigung, Lichtbogenunterdrückung und SIPS-Logik unter dynamischen Netzbedingungen und unterstützt automatisierte Prüfsequenzen und die Koordination mehrerer IEDs.
Der Echtzeitsimulator von OPAL-RT hat unsere F&E- und Tests bei Protecta Electronics revolutioniert. Der Simulator ermöglicht automatisierte Tests einer großen Anzahl von Testfällen auf sehr einfache Weise, spart Zeit und gewährleistet die Einhaltung internationaler Standards und Kund:innen Anforderungen.
Kristóf Hackel
Verantwortlicher für Forschung und Entwicklung bei Protecta Electronics
Produkte
Das Wichtigste zum Schutz Tests
Indem wir die Validierung kritischer Was-wäre-wenn-Szenarien ermöglichen, unterstützen wir unterstützen schützenden Ingenieur:innen bei der Vorwegnahme von Schwachstellen und der Feinabstimmung ihrer Systeme vor dem Einsatz.
EMT-Simulation und Tests
HYPERSIM
Realitätsnahe Plattform für EMT-Simulation, SIL- und Tests, ideal für die Validierung von Steuerung, Schutz, Netzintegration und Stabilität im großen Maßstab in allen Phasen der Entwicklung von Energiesystemen.
Kompakter Midrange-Simulator
OP4610XG2
Kompakter und dennoch leistungsstarker Midrange-Simulator eine All-in-One-Lösung Midrange-Simulator , All-in-One-Lösung eine Intel® Core™ i5 6-Core CPU, einen AMD Kintex™-7 410T FPGA und OPAL-RTLinux All-in-One-Lösung und unsere Stärken in den Bereichen Hochleistungs-RCP und HIL vereint.
FAQ
Finden Sie die Antworten auf Ihre Fragen
Wie unterstützt OPAL-RT Ingenieur:innen der Validierung von Relais- und Steuerungsschemata?
Wir ermöglichen Ingenieur:innen Entwicklung, Konfiguration und Validierung von Systemen mithilfe von hardware(HIL). Unsere Plattform bildet dynamische Netzbedingungen mit Hochpräzis nach, sodass Sie Schutzlogik, Relaisreaktion und Fehlerkoordination in einer Vielzahl von Szenarien testen können – noch vor der Inbetriebnahme. Dies trägt zur Risikominderung, zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und zur Verkürzung Ihres Entwicklungszyklus bei.
Warum sind HIL Tests für moderne Schutzsysteme Tests ?
Da Schutzsysteme immer komplexer werden, insbesondere bei Netzen mit geringer Trägheit und zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien, reichen herkömmliche Tests nicht mehr aus. Unsere HIL-Lösungen simulieren das Netzverhalten in Echtzeit, sodass Sie die Selektivität, Geschwindigkeit und Widerstandsfähigkeit Ihres Systems gegenüber unvorhersehbaren Störungen testen können. Sie können sogar sich entwickelnde Netzarchitekturen und Kommunikationsausfälle in einer kontrollierten Umgebung modellieren.
Wie geht OPAL-RT mit fortgeschrittenen Schutzanwendungen wie der Fehlerortung mittels Wanderwellen um?
Wir unterstützen fortschrittliche Tests, einschließlich Relais auf Basis von Wanderwellen, mit ultraschneller FPGA-basierter Simulation. Sie können Übertragungsleitungen mit einer Auflösung im Nanosekundenbereich simulieren und hochauflösende analoge Signale direkt in Schutzrelais einspeisen. Dies ermöglicht eine präzise Validierung von TW87-Algorithmen und die Fehlerortung unter einer Vielzahl von Fehlerarten und Netzbedingungen.
Welche Kommunikationsprotokolle unterstützt OPAL-RT für Tests von Schutzsystemen?
Unsere Simulatoren sind so konzipiert, dass sie nahtlos mit den branchenüblichen Protokollen zusammenarbeiten. Wir unterstützen IEC 61850-8-1 GOOSE, IEC 61850-9-2 Sampled Values, DNP3 und Modbus. Damit können Sie mehrere IEDs, SCADA-Interaktionen und Schutzschemata in Echtzeit emulieren und testen und so die vollständige Kompatibilität mit modernen Umspannwerks- und Automatisierungsarchitekturen sicherstellen.
Welche konkreten Ergebnisse haben Kunden mit OPAL-RT für Tests erzielt?
Kunden wie Protecta haben ihre Forschung und Entwicklung mit unseren Simulatoren revolutioniert. Sie haben unsere Plattform genutzt, um große Mengen an Testfällen zu automatisieren, Schutzfunktionen wie CT-Sättigung und Lichtbogenunterdrückung zu validieren und mehrere IEDs in dynamischen Netzumgebungen zu koordinieren. Dies hat ihnen geholfen, Tests zu verkürzen, die Konformität sicherzustellen und ihren Kund:innen zuverlässigere Systeme zu liefern.
Los geht's
Bitte kontaktieren Sie uns für weitere Details oder Anfragen. Unser Expertenteam vor Ort wird Ihre Fragen gerne und umgehend beantworten.
EXata CPS wurde speziell für die Echtzeit-Performance entwickelt, um Studien von Cyberangriffen auf Energiesysteme über die Kommunikationsnetzwerkschicht beliebiger Größe und mit einer beliebigen Anzahl von Geräten für HIL- und PHIL-Simulationen zu ermöglichen. Es handelt sich um ein Toolkit für die diskrete Ereignissimulation, das alle inhärenten physikalischen Eigenschaften berücksichtigt, die sich auf das Verhalten des (drahtgebundenen oder drahtlosen) Netzwerks auswirken werden.