Überwachung von Ortsnetztrafostationen mit Trafo-Stations-Monitor TSM über LoRaWAN™

Während die Netzbetreiber in der Regel ihre Hoch- und Mittelspannungsnetze schon seit längerer Zeit mit Überwachungssystemen ausrüsten, ist die Umsetzung in den lokalen Ortsnetztrafostationen bis heute kaum überwacht.
Ein Grund dafür ist die fehlende Vernetzung der Trafostationen.

Durch den Einsatz der Long-Range Funktechnologie LoRaWANCM lassen sich die Ortsnetztrafostationen heute kabellos in die übergeordneten Überwachungssysteme einbinden.

Eine Spannungsebenen übergreifende Steuerung des Netzes spielt vor dem Hintergrund der Energiewende eine wichtige Rolle. Die neuen Anforderungen ergeben sich in erster Linie durch die dezentrale Erzeugung aus erneuerbaren Energiequellen, die naturgemäß nicht kontinuierlich stattfindet. Insbesondere in ländlichen Regionen wird oft mehr regenerativer Strom erzeugt als zeitgleich verbraucht werden kann. Als Bindeglied zwischen Erzeugern und Verbrauchern muss das Netz künftig verstärkt für ein Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage sorgen.

LoRaWanTM IoT-Netzwerke

Mit LoRaWAN™ können z.B. Geräte mit sehr geringem Stromverbrauch, z. B. batteriebetriebene Sensormodule, problemlos auf regionaler, nationaler und sogar globaler Ebene kommunizieren. LoRaWAN™ verwendet eine
Stern-zu Stern-Netzwerktopologie und bietet eine sichere bidirektionale Kommunikation zwischen Endgeräten und Gateways, die über Standard-IP-Verbindungen mit dem Netzwerkserver verbunden sind.

LoRaWAN™
Acal BFi ist dabei: Anwendungen / Lösungen / Topologien / Netzserver / Software / Technischer Support
Sensoren | Standorte | Wireless | Endgeräte (Nodes) | Antennen| Unterstützung beim Design

Endgeräte und Gateways kommunizieren in Europa auf acht Funkkanälen im zugewiesenen Frequenzband um
868 MHz und mit adaptiven Datenraten, so dass Sie die richtige Balance für den Aufbau einer sicheren Funkverbindung finden, abhängig von der Entfernung und dem Stromverbrauch innerhalb Ihres Designs. Beides maximiert die Akkulaufzeit der Endgeräte und die Gesamtnetzkapazität. Der LoRaWAN™-Netzwerkserver verwaltet jedes Endgerät individuell anhand eines adaptiven Datenratenschemas (ADR).

Erstellen Sie Ihr LoRaWAN™ - Netzwerk

Das Herzstück jedes LoRaWAN™-Netzwerks sind Gateways, die in der Lage sind, die Verbindung zu einer großen Zahl an LoRaWAN™-fähigen Endgeräten herzustellen und Informationen über andere kabelgebundene oder drahtlose Schnittstellen, bis in die Cloud, weiterzuleiten. Diese bilden damit eine immer wieder erweiterbare Multi-Service-Plattform, auf der kostengünstig Tausende von bidirektionalen Nachrichten verwaltet werden können und dies über weite Entfernungen von bis zu 15 km im ländlichen Raum. Unsere Gateways bieten Netzwerkkonnektivität über eine Reihe von Kabelverbindungen und drahtlose Schnittstellen, einschließlich Ethernet, Mobilfunk und WLAN. Unser Sortiment umfasst auch Power-over-Ethernet (PoE) und GPS-Funktionalität. Die Gateways sind mit IP67 Gehäusen für den Außenbereich erhältlich. Die Firmware konfigurieren wir nach Ihren Anforderungen.

Der Trafo-Stations-Monitor wurde von der ITEMS GmbH umfangreich getestet. Hier geht es zum Testbericht:
Transparenz im Verteilnetz – Der Netztrafo-Node von Acal BFi im Test

Für Angebote oder Fragen wenden Sie sich bitte an
Herrn Andreas Schöneberg
E-Mail: andreas.schoeneberg@acalbfi.de
Tel.: +49 8142 6520 188

LoRaWan Gateway

Das LoRaWAN™ EMB-GW1301-x Gateway ist ein Multi-Service-Upgrade-fähiges Gateway. Eine Plattform, die für IoT- und M2M-Szenarien ausgelegt ist. Es ermöglicht die LoRaWAN™-Konnektivität zur Cloud, die eine
kostengünstige Lösung für IoT-Wireless bietet.

Infrastruktur:

Das EMB-GW1301-x basiert auf dem Semtech SX1301 Chipsatz und ermöglicht es Ihnen, auf mehreren Kanälen gleichzeitig zu arbeiten. Dank der Semtech SX1301-Leistung und des effizienten Embit RF-Designs sind Funkreichweiten bis zu 15 km auf dem Land und 3 km in den Städten möglich.

Die Netzwerkanbindung erfolgt über eine Power-over-Ethernet-Schnittstelle; optional über Funk (LTE/3G), weitere Kommunikationsschnittstellen können integriert werden. Das EMB-GW1301-x kann für Ihre Anwendung
vorkonfiguriert oder für die bekanntesten LoRaWAN™-Netzwerk-Server-Anbieter eingestellt werden.
Jedes LoRa-Standardmodul kann in das Gateway integriert werden, um Daten zu sammeln oder zur Steuerung von Endgeräten.

Übersicht - End-to-End-Solutions

Smart City Control Software

Anwendungen

Funktionen

Das System verfügt im Wesentlichen über folgende Funktionen:

• Spannungsmessung 3-phasig, 230 VAC
• Strommessung 4-Kanäle über Rogowski Coils bis zu 3200 Arms
• Schnittstelle zu Kurzschlussüberwachung
• Schnittstelle zu Netzanalysegerät (optional)
• Türüberwachung
• Temperaturmessungen
• Digitaleingänge für die Verarbeitung externer Alarme
• Digitalausgänge für die Ansteuerung von Fremdsystemen
• Analogeingänge für den Anschluss verschiedener Sensoren
• Akkubackup für die Aufrechterhaltung der Kommunikation bei einem Netzausfall

Durch den Einsatz der Long-Range-Funktechnologie LoRaWANTM ist keine zusätzliche Vernetzung der
Trafostationen notwendig. Bei guten Empfangsverhältnissen kann die im Gehäuse integrierte Antenne verwendet werden. Über einen externen Antennenanschluss lässt sich die Antenne außerhalb der Station anordnen.

Analysemöglichkeiten

Ausgerüstet mit diesen Funktionen ermöglicht der TSM eine exakte Analyse der Ortsnetztrafostation.

• Beurteilung des Netzzustandes
• Früherkennung von Fehlerzuständen
• Analyse von Netzausfallursachen
• Überwachung weiterer Parameter wie Temperatur, Feuchte, Türen und Alarme
• Zurücksetzen von Kurzschlussabschaltungen

Höchste Versorgungssicherheit und Kosteneinsparungen

Der TSM erhöht die Versorgungssicherheit und sein Einsatz ermöglicht eine deutliche Kostenreduktion.

• Verbesserung der Netzstabilität
• Vermeidung von Notabschaltungen
• Reduktion der Netzausfallkosten
• Erhöhung der Versorgungssicherheit
• Reduktion von vor Ort Service-Einsätzen

Funktionsübersicht

Allgemein

Strommessung

Zur Strommessung werden externe Rogowski-Spulen zur analogen Einspeisung der gemessenen Stromwerte über einen Bereich zwischen 4-20 mA benötigt. Dazu werden vier verschiedene Rogowski-Spulen-Typen
unterstützt, welche unterschiedliche Messbereiche abdecken.
Rogowski Typ 0 iSens3C1500 (Strombereich bis 1500 Arms)
Rogowski Typ 1 iSens3C1600 (Strombereich bis 1600 Arms)
Rogowski Typ 2 iSens2X1500 (Strombereich bis 1500 Arms)
Rogowski Typ 3 iSens2C3200 (Strombereich bis 3200 Arms)

Der verwendete Typ der Rogowski-Spulen muss in der CFG.TXT-Datei definiert werden.

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