Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des

Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Prüfen einer Schutz- und Steuerungseinheit für ein elektrisches Verteilungs- und/oder Übertragungsnetz.

Elektrische Verteilungsnetze werden zumeist mit Betriebsspannungen im Bereich von 1 - 70kV, Übertragungsnetze mit noch größeren Spannungen, beispielsweise etwa 800kV, betrieben. Überlastungen, Erd- und Kurzschlüsse in solchen Netzen werden durch den Einbau geeigneter Schutzeinrichtungen erfasst und durch

Leistungsschalter ausgeschaltet. Dafür sind Schutz- und/oder Steuerungseinheiten (IED: Intelligent Electronic Device) vorgesehen. Diese müssen regelmäßig geprüft werden, um die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Nach den gesetzlichen Vorschriften müssen Verteilungs- und Übertragungsnetze regelmäßig geprüft werden,

beispielsweise regelmäßig im Abstand von einigen Monaten oder Jahren.

Im Rahmen einer solchen Sicherheitsprüfung werden die Schutz- und/oder

Steuerungseinheiten einer Funktionsprüfung unterzogen. Moderne Schutz- und/oder Steuerungseinheiten (IED: Intelligent Electronic Device) sind rechnergestützt und weisen daher eine Vielzahl von Funktionen auf. Aufgrund dessen wird ein

Betriebsmittel für ein solches Verteilungs- und Übertragungsnetz heute zumeist mit nur einer einzigen Schutz- und/oder Steuerungseinheit geschützt. Es ist aber aus Zuverlässigkeitsgründen erforderlich, Betriebsmittel redundant auszuführen, damit die Sicherheit der Energieversorgung in den Verteilungs- und Übertragungsnetzen gewährleistet ist.

Solange ein Betriebsmittel unterbelastet ist, kann es für eine notwendige

Sicherheitsprüfung problemlos lastfrei geschaltet werden. Die abgeschaltete Last ist dann durch das zweite Betriebsmittel übernehmbar. Die Belastung der Betriebsmittel ist dafür aber zumeist zu hoch. Eine Abschaltung ist daher nicht ohne weiteres möglich.

Für eine Sicherheitsprüfung muss somit entweder die Belastung des zu prüfenden Betriebsmittels verringert werden, was nur eingeschränkt oder gar nicht möglich ist. Oder die Prüfung muss zur Zeit eines Schwachlastbetriebs erfolgen, so dass der Zeitraum, in dem sie stattfinden kann, sehr eingeschränkt ist.

Für eine solche Prüfung ist bisher die Verwendung einer Prüf- und

Anschlussvorrichtungsanordnung bekannt, wie sie beispielsweise in der Druckschrift WO 2012 / 1 63 713 A1 beschrieben ist. Eine solche Prüf- und

Anschlussvorrichtungsanordnung weist eine Prüfvorrichtung sowie eine

Anschlussvorrichtung auf, wobei die Anschlussvorrichtung zum Anschluss von elektrischen Leitern vorgesehen ist, und wobei die Prüfvorrichtung in die

Anschlussvorrichtung einsteckbar ist, um elektrische Größen, die mit den

angeschlossenen elektrischen Leitern und damit verbundenen elektrischen Geräten in Zusammenhang stehen, zu prüfen und zu messen. Dabei werden Mess- und Prüfvorgänge ohne Veränderung der bestehenden Stromkreise vorgenommen. Ein besonderer Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass die Prüfvorrichtung zur Messung betriebsrelevanter Größen im laufenden Betrieb der elektrischen Geräte auf die Anschlussvorrichtung aufsteckbar ist. Daher ermöglicht die

Anordnung eine Messung der betriebsrelevanten Größen ohne Unterbrechung eines laufenden Produktionsbetriebes. Dafür weist die Anschlussvorrichtung Kontaktfahnenpaare auf, die bei nicht in die Anschlussvorrichtung eingesteckter Prüfvorrichtung einander elektrisch kontaktieren, und die bei in die Prüfvorrichtung eingesteckter Anschlussvorrichtung elektrisch voneinander getrennt sind. Bei in die Anschlussvorrichtung eingesteckter

Prüfvorrichtung kontaktiert jede Fahne des Kontaktfahnenpaares mit der

korrespondierenden Kontaktplatte des Steckelementes der Prüfvorrichtung, wobei diese beiden Kontaktplatten elektrisch isoliert voneinander sind . Die Prüf- und Anschlussvorrichtungsanordnung ermöglicht damit bei eingesteckter Prüfvorrichtung ein Entkoppeln der Schutz- und/oder Steuerungseinheit von dem Betriebsmittel. Dafür wird herkömmlich eine Prüfvorrichtung verwendet, die die Zuleitungen auf Seite des Betriebsmittels kurzschließt.

Fig. 1 zeigt in (a) eine Anordnung aus dem Betriebsmittel 1 , der Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2, sowie der in Reihe zwischen diesen angeordneten Anschlussvorrichtung 32 (s. Fig. 2) der Prüf- und Anschlussvorrichtungsanordnung 3. Die Prüfvorrichtung 31 (s. Fig. 2) der Prüf- und Anschlussvorrichtungsanordnung 3 ist nicht in die Anschlussvorrichtung 32 eingesteckt. Die Kontaktfahnenpaare, die hier schematisch durch elektrische Schalter Ssi , Ss2, SEIN, SAUS dargestellt sind, kontaktieren sich in diesem Betriebszustand. Dadurch sind die Betriebsmittel- seitig 61 angeordneten elektrischen Leiter 4 und die Schutz- und/oder Steuerungseinheit- seitig 62 angeordneten elektrischen Leiter 4 elektrisch miteinander verbunden. Fig. 1 (a) zeigt daher den Betriebszustand des Betriebsmittels 1 . Fig. 1 (b) zeigt die Anordnung bei in die Anschlussvorrichtung 32 eingesteckter

Prüfvorrichtung 31 . Auf der Seite 62 der Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 ist an die elektrischen Leiter 4 ein Prüfgerät 5 angeordnet. Die Kontaktfahnenpaare Ssi, Ss2, SEIN, SAUS sind voneinander getrennt, so dass die Schutz- und/oder

Steuerungseinheit 2 prüfbar ist. Und die elektrischen Leiter 4 des Betriebsmittels 1 sind miteinander durch eine Brücke K kurzgeschlossen. Diese Anordnung wird herkömmlich während einer Schutzprüfung der Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 verwendet, und zeigt daher einen Prüfzustand.

Diese Anordnung ermöglicht zwar das Prüfen der Schutz- und/oder

Steuerungseinheit während des laufenden Betriebs. Jedoch entfällt während der Sicherheitsprüfung die durch die Schutz- und/oder Steuerungseinheit gegebene Schutz- und/oder Steuerungsfunktion. Beispielsweise Überlastungen, Erd- und Kurzschlüsse werden bei dieser Anordnung während der Sicherheitsprüfung daher nicht erfasst und auch nicht durch Leistungsschalter ausgeschaltet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine Sicherheitsprüfung der Schutz- und Steuerungseinheit ohne Abschalten des

Betriebsmittels bei vollwertiger Schutz- und Steuerungsfunktion möglich ist. Die Aufgabe wird gelöst mit einer Anordnung nach Patentanspruch 1 , einer

Prüfvorrichtung nach Anspruch 6 sowie einem Verfahren nach Anspruch 7.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Dafür wird eine Anordnung geschaffen, mit einem Betriebsmittel, insbesondere für ein Verteilungs- und Übertragungsnetz, sowie mit einer Schutz- und/oder

Steuerungseinheit, die an das Betriebsmittel angeschlossen ist, wobei in Reihe zwischen der Schutz- und/oder Steuerungseinheit und dem Betriebsmittel eine Anschlussvorrichtung angeordnet ist, so dass die Schutz- und/oder

Steuerungseinheit im Betriebszustand elektrisch mit dem Betriebsmittel verbunden ist, wobei in einem Prüfzustand eine Prüfvorrichtung in die Anschlussvorrichtung eingesteckt ist, so dass die Schutz- und/oder Steuerungseinheit im Prüfzustand elektrisch vom Betriebsmittel getrennt ist.

Die Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass im Prüfzustand an die

Prüfvorrichtung eine Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit angeschlossen oder in die Prüfvorrichtung integriert ist, die elektrisch mit dem Betriebsmittel verbunden ist.

Die Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit übernimmt während der

Sicherheitsprüfung daher die Schutz- und/oder Steuerungsfunktion der Schutz- und/oder Steuerungseinheit. Sie gewährleistet daher auch während der

Sicherheitsprüfung die im Betriebszustand normalerweise über die Schutz- und/oder Steuerungseinheit gewährleisteten Sicherheiten. Im Fall eines Verteilungs- und Übertragungsnetzes gewährleistet sie daher eine sichere Energieversorgung trotz gegebenenfalls auftretender Störungen wie beispielsweise Überlastungen, Erd- und Kurzschlüsse. Es ist bevorzugt, dass die Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit dafür die Schutz- und/oder Steuerungsfunktion der Schutz- und/oder Steuerungseinheit zur Verfügung stellt. Besonders bevorzugt sind die Ersatz-Schutz- und/oder

Steuerungseinheit und die Schutz- und/oder Steuerungseinheit baugleich

ausgebildet.

Um die Schutz- und/oder Steuerungseinheit im Prüfzustand prüfen zu können, ist es bevorzugt, dass ein Prüf- und/oder Messgerät an die Prüfvorrichtung anschließbar ist. Sofern das Prüf- und/oder Messgerät an die Prüfvorrichtung angeschlossen ist, ist es elektrisch mit der Schutz- und/oder Steuerungseinheit verbunden, so dass die Prüfung durchführbar ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Betriebsmittel ein Stromwandler. Es sind aber auch andere Betriebsmittel wie beispielsweise Spannungswandler bevorzugt.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist die Schutz- und/oder

Steuerungseinheit ein Schutzrelais. Es sind aber auch andere Schutz- und/oder Steuerungseinheiten oder Messeinrichtungen bevorzugt.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Prüfvorrichtung für eine solche

Anordnung. Die Prüfvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass an einer

Betriebsmittel- zugewandten Seite eine Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit anschließbar ist, die im Prüfzustand elektrisch mit dem Betriebsmittel verbunden ist. Anstelle daher einen Kurzschluss der elektrischen Leitungen des Betriebsmittels zu bewirken, stellt die Prüfvorrichtung dieser Ausführungsform die elektrische

Verbindung zur Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit sicher. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zum Prüfen einer Schutz- und Steuerungseinheit einer solchen Anordnung, mit den Schritten:

(a) Übernehmen einer Konfiguration der Schutz- und/oder Steuerungseinheit in die Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit;

(b) Anschließen der Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit an die

Prüfvorrichtung;

(c) Einstecken der Prüfvorrichtung in die Anschlussvorrichtung, wobei die Schutz- und/oder Steuerungseinheit elektrisch von dem Betriebsmittel getrennt wird;

(d) Anschließen einer Prüf- und/oder Messvorrichtung an die Prüfvorrichtung; und

(e) Prüfen der Schutz- und/oder Steuerungseinheit mit der Prüf- und/oder

Messvorrichtung;

wobei das Betriebsmittel dabei unterbrechungsfrei betrieben wird, und wobei die Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit beim Einstecken der Prüfvorrichtung in die Anschlussvorrichtung elektrisch mit dem Betriebsmittel verbunden wird. Dadurch wird die Schutz- und/oder Steuerungsfunktion mit der Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit - trotz der Sicherheitsprüfung der Schutz- und/oder Steuerungseinheit - unterbrechungsfrei zur Verfügung gestellt. Das Übernehmen der Konfiguration der Schutz- und/oder Steuerungseinheit in die Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit erfolgt bevorzugt entweder vor dem Anschließen der Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit an die Prüfvorrichtung oder danach. Weiterhin erfolgt das Anschließen der Prüf- und/oder Messvorrichtung an die

Prüfvorrichtung vorzugsweise entweder vor dem Einstecken der Prüfvorrichtung in die Anschlussvorrichtung, oder danach.

Um die Prüfung der Schutz- und/oder Steuerungseinheit zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass die Prüf- und/oder Messvorrichtung, sofern sie bereits an die Prüfvorrichtung angeschlossen ist, beim Einstecken der Prüfvorrichtung in die Anschlussvorrichtung elektrisch mit der Schutz- und/oder Steuerungseinheit verbunden wird, oder dass sie, sofern die Prüfvorrichtung bereits in die

Anschlussvorrichtung eingesteckt ist, beim Anschließen an die Prüfvorrichtung elektrisch mit der Schutz- und/oder Steuerungseinheit verbunden wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Es zeigt

Fig. 1 in (a) eine Anordnung nach dem Stand der Technik, mit einem

Betriebsmittel, an das eine Schutz- und/oder Steuerungseinheit angeschlossen ist, wobei zwischen dem Betriebsmittel und der Schutz- und/oder Steuerungseinheit in Reihe eine Anschlussvorrichtung angeschlossen ist, und in (b) die Anordnung der Fig. 1 (a) in einem

Prüfzustand, in dem in die Anschlussvorrichtung eine Prüfvorrichtung eingesteckt ist, an die ein Prüf- und/oder Messvorrichtung angeschlossen ist; und Fig. 2 in (a) eine Anordnung mit einem Betriebsmittel, an das eine Schutz- und/oder Steuerungseinheit angeschlossen ist, wobei zwischen dem Betriebsmittel und der Schutz- und/oder Steuerungseinheit in Reihe eine Anschlussvorrichtung angeschlossen ist, sowie eine Prüfvorrichtung, die zwischen einer Prüf- und/oder Messvorrichtung und einer Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit angeordnet ist, und die in die Anschlussvorrichtung einsteckbar ist, und in (b) die Anordnung der Fig. 2 (a) bei eingesteckter Prüfvorrichtung. Die Anordnungen der Fig. 1 (a) und (b) sind oben bereits beschrieben.

In Bezug auf das Betriebsmittel, die Schutz- und/oder Steuerungseinheit sowie die in Reihe zwischen dem Betriebsmittel und der Schutz- und/oder Steuerungseinheit angeordnete Anschlussvorrichtung unterscheidet sich die Anordnung der Fig. 2 (a) nicht von der der Fig. 1 (a). Es sind hier aber die Kontaktfahnenpaare S _S i , S _S2 , SEIN, SAUS durch jeweils zwei sich einander kontaktierende, v- förmige Kontaktfahnen 321 , 322 dargestellt. Dabei ist eine erste Kontaktfahne 321 jeweils an der dem

Betriebsmittel 1 zugewandten Seite 61 angeordnet, und eine zweite Kontaktfahne 322 jeweils an der der Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 zugewandten Seite 62.

Zudem ist in Fig. 2 (a) eine Prüfvorrichtung 31 für die erfindungsgemäße Anordnung gezeigt.

An die Prüfvorrichtung ist an der der Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 zugewandten Seite 62 die Prüf- und/oder Messvorrichtung 5 angeschlossen.

Im Gegensatz zur Anordnung der Fig. 1 (b) ist an die Prüfvorrichtung der Fig. 2 (a) aber eine Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit angeschlossen. Die

Prüfvorrichtung 31 der Fig. 2 (a) ist zudem nicht in die Anschlussvorrichtung 32 eingesteckt. Somit zeigt die Fig. 2 (a) einen Betriebszustand B des Betriebsmittels 1 , und keinen Prüfzustand P.

Die Prüfvorrichtung 31 weist Stiftelemente 310 auf, die jeweils eine erste und eine zweite elektrische Kontaktplatte 31 1 , 312 umfassen, die voneinander isoliert am Stiftelement 310 angeordnet sind. Und zwar ist hier für jedes Kontaktfahnenpaar Ssi , Ss ₂ , SEIN, SAUS der Anschlussvorrichtung 32 ein solches Stiftelement 310

vorgesehen. Die Stiftelemente 310 sind zum Unterbrechen der elektrischen

Verbindung zwischen den Kontaktfahnen 321 , 322 vorgesehen.

Beim Einstecken der Prüfvorrichtung 31 in die Anschlussvorrichtung 32 unterbrechen die Stiftelemente 310 jeweils das ihnen zugeordnete Kontaktfahnenpaar S _S i , S _S2 , SEIN, SAUS- Dabei kontaktiert jeweils die erste Kontaktfahne 321 eines jeden

Kontaktfahnenpaars Ssi , Ss2, SEIN, SAUS die erste Kontaktplatte 31 1 des ihm zugeordneten Stiftelementes 310, und die zweite Kontaktfahne 322 eines jeden

Kontaktfahnenpaars S _S i , S _S2 , SEIN, SAUS jeweils die zweite Kontaktplatte 312 des ihm zugeordneten Stiftelementes 310.

Dadurch wird jeweils ein erster Stromkreis 11 vom Betriebsmittel 1 aus über die erste Kontaktfahne 321 und die erste Kontaktplatte 31 1 zur Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2' geschlossen. Zudem wird dadurch jeweils ein zweiter

Stromkreis 12 von der Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 aus über die zweite Kontaktfahne 322 und die zweite Kontaktplatte 312 zur Prüf- und/oder

Messvorrichtung 5 geschlossen. Die Stromkreise 11 , 12 sind hier mit gestrichelten Linien schematisch angedeutet.

Die Fig. 2 (b) zeigt die Anordnung bei in die Anschlussvorrichtung 32 eingesteckter Prüfvorrichtung 31 . Die Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 sowie die Ersatz- Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2' umfassen jeweils einen Wandler 21 und einen

Leistungsschalter 22, mit dem die Einheit 2, 2' jeweils ein- und ausschaltbar ist.

Sichtbar ist, dass das Betriebsmittel 1 von der Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 elektrisch entkoppelt ist, so dass ein zwischen diesen beiden Vorrichtungen im

Betriebszustand B bestehender Stromkreis (nicht dargestellt) unterbrochen ist, und kein Strom mehr zwischen dem Betriebsmittel 1 und der Schutz- und/oder

Steuerungseinheit 2 fließen kann. Stattdessen ist das Betriebsmittel 1 an die Ersatz- Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2' elektrisch angeschlossen, so dass die von der Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2' zur Verfügung gestellte Schutz- und/oder Steuerungsfunktion dauerhaft besteht. Die von der Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2' zur Verfügung gestellte Schutz- und/oder Steuerungsfunktion ist daher möglichst identisch mit der, die die Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 zur Verfügung stellt. Vorzugsweise sind die Ersatz-Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2' und die Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2' dafür baugleich, oder zumindest ähnlich.

Ferner ist die Schutz- und/oder Steuerungseinheit 2 elektrisch an die Prüf- und/oder Messvorrichtung 5 angeschlossen. Dadurch ist eine vom ersten Stromkreis 11 des Betriebsmittels 1 unabhängige Sicherheitsprüfung der Schutz- und/oder

Steuerungseinheit 2 möglich.

Nach der Sicherheitsprüfung ist die Prüfvorrichtung 31 der Anschlussvorrichtung 32 entnehmbar, so dass sich die Kontaktfahnenpaare S _S i , S _S 2, SEIN, SAUS wieder kontaktieren und die elektrische Verbindung zwischen der Schutz- und/oder

Steuerungseinheit 2 und dem Betriebsmittel 1 wieder hergestellt ist.

Das Betriebsmittel 1 dieser Anordnung ist daher bei vollwertiger Schutz- und/oder Steuerungsfunktion trotz der Sicherheitsprüfung unterbrechungsfrei betreibbar.

Bezugszeichenliste

1 Betriebsmittel, Stromwandler

2 Schutz- und Steuerungseinheit, Schutzrelais

21 Wandler

22 Leistungsschalter

2' Ersatz- Schutz- und Steuerungseinheit, Ersatz- Schutzrelais

3 Prüf- und Anschlussvorrichtungsanordnung

31 Prüfvorrichtung

31 1 Erste elektrische Kontaktplatte

312 Zweite elektrische Kontaktplatte

313 Isolierstift

310 Stiftelement

32 Anschlussvorrichtung

321 Erste elektrische Kontaktfahne

322 Zweite elektrische Kontaktfahne

4 Elektrische Leitungen

5 Prüf- und/oder Messvorrichtung

61 Dem Betriebsmittel zugewandte Seite

62 Der Schutz- und Steuerungseinheit zugewandte Seite

Ssi Erstes Kontaktfahnenpaar

Ss2 Zweites Kontaktfahnenpaar

SEin Drittes Kontaktfahnenpaar

SAUS Viertes Kontaktfahnenpaar

K Brücke, Kurzschluss

11 Erster Stromweg

12 Zweiter Stromweg