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3.2
Messwerterfassung
Grundprinzip
Die SIPROTEC 5-Geräte verfügen über eine leistungsfähige Messwerterfassung. Sie haben neben einer hohen
Abtastfrequenz eine sehr hohe Messgrößenauflösung. Dadurch wird eine hohe Messgenauigkeit über einen
weiten Dynamikbereich erreicht. Kernstück der Messwerterfassung bildet ein 24-Bit-Sigma-Delta Analog-
Digital-Wandler. Ein Oversampling unterstützt zusätzlich die hohe Messgrößenauflösung. Abhängig von den
Anforderungen der einzelnen Messverfahren wird die Abtastfrequenz reduziert (Downsampling).
Abweichungen von der Nennfrequenz führen bei digitalen Systemen zu zusätzlichen Fehlern. Um diese zu
vermeiden, werden algorithmenabhängig in den SIPROTEC 5-Geräten 2 Verfahren umgesetzt:
•
Abtastfrequenznachführung:
Die analogen Eingangskanäle werden zyklisch nach gültigen Signalen durchsucht. Die aktuelle Netz-
frequenz wird ermittelt und über einen Resampling-Algorithmus die erforderliche Abtastfrequenz
bestimmt. Die Nachführung wirkt im Frequenzbereich zwischen 10 Hz und 90 Hz.
•
feste Abtastfrequenz – Korrektur der Filterkoeffizienten:
Diese Methode arbeitet in einem eingeschränkten Frequenzbereich (f
wird bestimmt und in Abhängigkeit von der Höhe der Frequenzabweichung werden die Koeffizienten der
Filter korrigiert.
Das folgende Bild zeigt in der Messwerterfassungskette den grundsätzlichen Umgang mit den Abtastwerten
(SAV).
Bild 3-28
Bandbegrenzung der Eingangssignale ist dem Eingangsübertrager ein Tiefpassfilter (Anti-Aliasing-Filter zur
Einhaltung des Abtasttheorems) nachgeschaltet. Nach der Abtastung werden die Stromeingangskanäle abge-
glichen. D.h. Betrag und Phase sowie die Wandlerzeitkonstante werden korrigiert. Der Abgleich ist so gestaltet,
dass die Stromwandler-Klemmenblöcke beliebig zwischen den Geräten getauscht werden können.
[dw_meserf, 2, de_DE]
Bild 3-28
f
Abtastfrequenz
a
SMV
Sampled Measured Value
CMV
Conventional Measured Value
LPIT
Low-Power Instrument Transformer – Kleinsignal-Messwandler
Die interne Abtastfrequenz in den SIPROTEC 5-Geräten beträgt fest 16 kHz (Abtastrate: 320 Abtastungen
pro 50-Hz-Periode). Damit werden alle Strom- und Spannungseingänge abgetastet. Wenn Betrag, Phase und
SIPROTEC 5, Sammelschienen-Schnellumschaltung, Handbuch
C53000-G5000-C090-4, Ausgabe 07.2023
zeigt, wem die unterschiedlichen Abtastfrequenzen zur Verfügung gestellt werden. Zur
Messwerterfassungskette
Systemfunktionen
3.2 Messwerterfassung
+/- 5 Hz). Die Netzfrequenz
nenn
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