CH497806A - Method for uninterrupted switching of a consumer from a power supply unit to a replacement unit - Google Patents

Method for uninterrupted switching of a consumer from a power supply unit to a replacement unit

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Publication number
CH497806A
CH497806A CH125170A CH125170A CH497806A CH 497806 A CH497806 A CH 497806A CH 125170 A CH125170 A CH 125170A CH 125170 A CH125170 A CH 125170A CH 497806 A CH497806 A CH 497806A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
power supply
electronic switch
unit
consumer
replacement unit
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Application number
CH125170A
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German (de)
Inventor
Speckmann Werner
Original Assignee
Licentia Gmbh
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads

Description

  

  Verfahren zum unterbrechungsfreien Umschalten eines Verbrauchers  von einem Stromversorgungsaggregat auf ein Ersatzaggregat    Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zum unter  brechungsfreien Umschalten eines Verbrauchers von  einem Stromversorgungsaggregat auf ein Ersatzaggregat  beim Auftreten von Störungen im Stromversorgungs  aggregat, für Versorgungsstromkreise, in welchen zwi  schen dem Stromversorgungsaggregat und dem Ersatz  aggregat und dem Verbraucher Schaltmittel angeordnet  sind, das darin besteht, dass dem Stromversorgungs  aggregat ein Energiespeicher aus Stromkreiselementen  nachgeschaltet ist, der die Verbraucherspannung bei  einer Störung des Aggregates für eine bestimmte Zeit  aufrechterhält,

   und dass das Stromversorgungsaggregat  bei Wechselstromversorgung durch eine Gleichlaufein  richtung ständig in Gleichlauf mit dem Ersatzaggregat  gehalten wird und beim Auftreten einer Störung das  Umschalten von Überwachungsorganen des Stromver  sorgungsaggregates ausgelöst und so durchgeführt wird,  dass ein erster elektronischer Schalter, der im Stromkreis  des Ersatzaggregates liegt, beim Ansprechen eines der  Überwachungsorgane des Stromversorgungsaggregates  eingeschaltet und ein zweiter elektronischer Schalter, der  im Versorgungsstromkreis des Stromversorgungsaggre  gates liegt, verzögert innerhalb der Wirkungsdauer des  Speichers geöffnet wird.  



  Wie ersichtlich, ist bei diesem Umschaltverfahren  wahlweise ein Bereitschaftsnetz oder ein Ersatzaggregat  zur Notstromversorgung vorgesehen. Als Bereitschafts  netz dient z. B. ein öffentliches Netz. Als Ersatzaggregat  hingegen dient ein Stromrichter, der auch bei Normal  versorgung des Verbrauchers aus dem Stromversor  gungsaggregat ständig in Betrieb ist, d. h. ebenso wie ein  Bereitschaftsnetz versorgungsbereit sein soll. Ein Ersatz  aggregat wird im allgemeinen einem öffentlichen Netz,  das bekanntlich oft fremden Störeinflüssen unterliegt,  vorgezogen.  



  Die vorliegende Erfindung geht daher davon aus,  dass die Alternative, Bereitschaftsnetz oder Ersatzaggre  gat, betriebstechnisch     nicht    befriedigt, und sieht vor, das  eingangs beschriebene Verfahren durch eine kombinierte  Verwendung eines Bereitschaftsnetzes und eines Ersatz-    aggregates zu verbessern, wodurch die Kontinuität der  Stromversorgung eines Verbrauchers noch stärker ge  sichert werden kann.  



  Die Erfindung besteht darin, dass bei einer Störung  des     Stromversorgungsaggregates    der Verbraucher mit  Hilfe einer elektronischen Umschalteinrichtung zuerst  automatisch und unterbrechungsfrei auf ein Bereit  schaftsnetz und sodann unterbrechungsfrei auf das Er  satzaggregat umgeschaltet wird.  



  Im einzelnen kann das Verfahren beispielsweise da  durch weiter ausgebildet werden, dass zuerst das Um  schalten des Verbrauchers auf das Bereitschaftsnetz mit  Hilfe eines elektronischen Schalters und eines     Schalt-          schützes,    die dem Versorgungsaggregat in Reihe nach  geschaltet sind, sowie mit Hilfe eines dem Bereitschafts  netz nachgeschalteten ersten elektronischen Schalters  über ein bei Gleichlauf des     Stromversorgungsaggregates     mit dem Bereitschaftsnetz geschlossenes Schaltschütz er  folgt.

   Das Umschalten des Verbrauchers vom Bereit  schaftsnetz auf das Ersatzaggregat wird sodann von  Hand mit Hilfe eines elektronischen Schalters und eines  Schaltschützes, die dem Ersatzaggregat in Reihe nach  geschaltet sind, sowie mit Hilfe eines zweiten elektroni  schen Schalters, der zwischen dem Bereitschaftsnetz und  dem elektronischen Schalter des Ersatzaggregates ange  ordnet ist, über ein bei Gleichlauf des Ersatzaggregates  mit dem Bereitschaftsnetz geschlossenes weiteres Schalt  schütz und ferner mit Hilfe eines zwischen den Verbrau  cherausgängen der Aggregate angeordneten     Schaltschüt-          zes    vorgenommen.

   Bei diesem Umschalten des Verbrau  chers vom Bereitschaftsnetz auf das Ersatzaggregat  wird zuerst das Schaltschütz zwischen den Verbraucher  ausgängen zusammen mit dem Schaltschütz des Ersatz  aggregates geschlossen. Anschliessend wird der zweite  elektronische Schalter des Bereitschaftsnetzes geschlos  sen und der erste elektronische Schalter des Bereit  schaftsnetzes geöffnet. Sodann wird das Ersatzaggregat  in Betrieb genommen und dessen elektronischer Schalter  geschlossen, und zuletzt wird der zweite elektronische  Schalter des Bereitschaftsnetzes wieder geöffnet.

        Eine Variante des Verfahrens gemäss der Erfindung  zeichnet sich dadurch aus, dass das Ersatzaggregat bei  Störung oder Ausfall des Stromversorgungsaggregates       automatisch    in Betrieb gesetzt wird und der Verbraucher  mit Hilfe eines dem Stromversorgungs- und :dem Ersatz  aggregat gemeinsamen, nachgeschalteten elektronischen  Schalters sowie mit Hilfe eines auf der Bereitschafts  netzseite angeordneten elektronischen Schalters über ein  bei Gleichlauf des Stromversorgungsaggregates und des  Bereitschaftsnetzes geschlossenes Schaltschütz zuerst auf  das Bereitschaftsnetz und anschliessend auf das Ersatz  aggregat automatisch und unterbrechungsfrei umgeschal  tet wird.  



  Wenn das Bereitschaftsnetz gestört ist oder wenn es  ausfällt, wird es in jedem Falle mit Hilfe eines     Haupt-          schützes,    das dem oder den elektronischen Schalter(n)  des Bereitschaftsnetzes gemeinsam vorangeschaltet ist,  vom Ausgang des Stromversorgungs- und des Ersatz  aggregates getrennt, das Ersatzaggregat dabei automa  tisch in Betrieb gesetzt und in Gleichlauf mit dem Strom  versorgungsaggregat gebracht.  



  Das automatisch angelaufene Ersatzaggregat ist dann  bei geöffnetem     Schaltschütz    über die elektronischen  Schalter bis zum Schütz zum Zwecke der Gleichlauf  steuerung durchgeschaltet. Sobald nun bei ausgefallenem  Bereitschaftsnetz auch die normale Stromversorgung aus  dem Stromversorgungsaggregat gestört wird oder aus  fällt, wird der Verbraucher mit Hilfe der (des) den Ver  sorgungsaggregaten nachgeschalteten elektronischen  Schalter(s) automatisch und unterbrechungsfrei auf das       Ersatzaggregat    umgeschaltet, und es werden, wenn die  Aggregate gesonderte Verbraucherausgänge haben,     an-          schliessend    diese Ausgänge durch das dazwischenlie  gende Schaltschütz überbrückt.  



  Anstelle nur eines Ersatzaggregates kann auch mit  zwei oder drei Ersatzaggregaten gearbeitet werden. Bei       Störung    oder Ausfall des Bereitschaftsnetzes braucht  dann nur ein Ersatzaggregat in Betrieb gesetzt zu wer  den.  



  Mit dem Verfahren gemäss der Erfindung werden  gegenüber dem Ausgangsverfahren verschiedene Vor  teile erzielt:  Bei Normalstromversorgung des Verbrauchers aus  dem Stromversorgungsaggregat sind das oder die Ersatz  aggregate) in Ruhe, so dass unnötige Leerlaufverluste  in diesen Aggregaten vermieden werden. Nach Störung  oder Ausfall der normalen Stromversorgung ist der Ver  braucher nur vorübergehend an das Bereitschaftsnetz  angeschlossen. Sind das oder die Ersatzaggregate) im  Ersatzbetrieb gestört oder ausgefallen, so ist     ein    unter  brechungsfreies Rückschalten auf das Bereitschaftsnetz  möglich.

   Wird hingegen bei Normalbetrieb das Bereit  schaftsnetz     gestört    oder fällt es aus, so ist bei Störung  des Normalbetriebes ein automatisches unterbrechungs  freies Umschalten auf das Ersatzaggregat gesichert. Die  Aggregate können in ihrer Funktion durch einen einfa  chen Schaltungseingriff ohne Unterbrechung des Versor  gungsbetriebes gewechselt werden. Schliesslich erfolgt  bei einem kleineren Aufwand an elektronischen Schal  tern jedes Umschalten automatisch, wenn das Strom  versorgungsaggregat und das Ersatzaggregat über einen  gemeinsamen elektronischen Schalter auf nur einem  Verbraucherausgang arbeiten.  



  Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand  der Zeichnung erläutert.  



  Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Schalteinrich  tung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Strom-    versorgungsaggregat und einem Ersatzaggregat, die auf  gesonderte Verbraucherausgänge arbeiten.  



  Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer entsprechen  den Schalteinrichtung, bei der die beiden Aggregate auf  einem gemeinsamen Verbraucherausgang arbeiten.  



  In beiden Figuren sind gleiche Elemente und Funk  tionen mit gleichen Bezugszeichen beziffert.  



  Bei Normalstromversorgung speist ein Stromversor  gungsaggregat 1, beispielsweise ein statischer Wechsel  richter, dem ein Energiespeicher 4 nachgeschaltet ist,  über ein geschlossenes     Schaltschütz    8 und einen eben  falls geschlossenen elektronischen Schalter 9     einen    Ver  braucher 3 ein. Als Ersatzaggregat 1' für die reguläre  Notstromversorgung ist ein zweiter statischer Wechsel  richter vorgesehen, dem entsprechende Elemente 4', 8'  und 9' nachgeschaltet sind (Fig. 1). Dieses Ersatzaggre  gat 1' befindet sich bei Normalstromversorgung in Ruhe,  und es sind dabei das Schaltschütz 8' und der elektro  nische Schalter 9' geöffnet.

   Die Verbraucherausgänge  der Aggregate 1 und 1' können mittels eines     Schalt-          schützes    15 zusammengeschaltet werden. Als Bereit  schaftsnetz dient ein Wechselstromnetz N, das gleich  falls zwei Verbraucherausgänge hat, denen je ein Schalt  schütz 11, 11' und je ein elektronischer Schalter 7, 7'  vorangeschaltet sind. Den Verbraucherausgängen ge  meinsam vorangeschaltet ist ferner noch ein Hauptschütz  13, das nur bei Ausfall oder Störung des Bereitschafts  netzes N geöffnet wird.

   Die Schaltschütze 11 und 11'  sind an sich geschlossen und werden von einem     über-          wachungsorgan    10 bzw. 10' geöffnet, wenn entspre  chend zugeordnete Gleichlaufeinrichtungen 5, 5', die  den Wechselrichter 1 und 1' mit dem Bereitschaftsnetz  N im Gleichlauf halten, gestört sind. Die Wechselrichter  1 und 1' haben je ein Überwachungsorgan 6 bzw. 6',  denen ein gemeinsames Steuergerät 14 zugeordnet ist.  Das Steuergerät 14 steuert das Schalten der elektroni  schen Schalter 9, 9', 7, 7' und der Schaltschütze 8, 8',  15 und 13.  



  Bei der Schalteinrichtung gemäss Fig.2 ist den  Stromversorgungsaggregaten 1 und 1' gemeinsam ein  elektronischer Schalter 9 nachgeschaltet, und in der  netzseitigen Speiseleitung liegt nur ein elektronischer  Schalter 7 und ein Schaltschütz 11. Die     netzseitigen        An-          schlussleitungen    der Ausgleichseinrichtung 5 und 5' kön  nen zum Zwecke der Gleichlaufsteuerung mittels zusätz  licher Schaltschütze 17 und 16 mit dem Ausgang des  Stromversorgungsaggregates 1 bzw. des Ersatzaggrega  tes 1' direkt verbunden werden.  



  Fällt nun bei einer Stromversorgungsanlage mit  Schalteinrichtung nach     Fig.    1 das Aggregat 1 aus, so       Ezird    dieser Vorgang, wie überhaupt jede Störung, schon  bei der Entstehung in bekannter Weise vom     überwa-          chungsorgan    6 erfasst, und mittels des Steuergerätes 14  wird das automatische unterbrechungsfreie Umschalten  des Verbrauchers auf das Bereitschaftsnetz wie folgt ge  steuert:  Zuerst werden das Schaltschütz 8' und das Schütz  15 geschlossen. Damit sind die beiden Verbraucheraus  gänge     zusamanengeschaltet.    Sodann wird der elektro  nische Schalter 7' geschlossen und der elektronische  Schalter 9 geöffnet.

   Der Verbraucher 3 ist jetzt auf das  Bereitschaftsnetz N umgeschaltet.     Anschliessend    kann  das Ersatzaggregat 1' von Hand in Betrieb gesetzt wer  den. Auch dieser Vorgang wird erfasst, und zwar durch  das Überwachungsorgan 6'. Das Steuergerät 14     bringt     dann zunächst die     Gleichlaufeinrichtung    5' in Funktion,  schliesst sodann den elektronischen Schalter 9' und öff-      net wieder den elektronischen Schalter 7'. Damit ist auch  die Umschaltung des Verbrauchers vom Bereitschafts  netz auf das Ersatzaggregat beendet.  



  Ist das Wechselrichteraggregat 1 wieder betriebs  fähig, dann kann der Verbraucher vom Wechselrichter  1' über das Bereitschaftsnetz N auf den Stromversor  gungswechselrichter 1 rückgeschaltet werden, wobei die  ser nicht über den elektronischen Schalter T, sondern  über den elektronischen Schalter 7 an das Bereitschafts  netz geschaltet wird. Der Wechselrichter 1' wird dabei  von Hand ausser Betrieb gesetzt. Dieses Rückumschal  ten kann auch automatisch und unterbrechungsfrei unter  Umgehung des Bereitschaftsnetzes N vorgenommen wer  den; z. B. wenn das Bereitschaftsnetz ausgefallen ist.

    Auch hierbei ist die Reihenfolge der einzelnen Umschalt  schritte umgekehrt in bezug auf das direkte, unterbre  chungsfreie Umschalten des Verbrauchers vom Wechsel  richter 1 auf den Ersatzwechselrichter 1', wenn das Be  reitschaftsnetz ausgefallen ist und ausserdem auch der  Wechselrichter 1 ausfällt. Nachfolgend wird noch der  betreffende Umschaltvorgang beschrieben.  



  Sobald bei Normalstromversorgung des Verbrau  chers aus dem Wechselrichter 1 das Bereitschaftsnetz  ausfällt, wird das Hauptschütz 13 geöffnet, und der Er  satzwechselrichter 1' wird mittels des Steuergerätes 14  automatisch in Betrieb gesetzt und das Schaltschütz 8'  geschlossen. Mit Hilfe der Gleichlaufeinrichtungen 5  und 5' wird dann der Wechselrichter 1 mit dem Wech  selrichter 1' in Gleichlauf gebracht. Fällt nun der Wech  selrichter 1 aus, so steuert das Steuergerät 14 den elek  tronischen Schalter 9' in den Schliesszustand.     Schliess-          lich    wird auch das Schaltschütz 15 geschlossen und da  mit die netzseitigen elektronischen Schalter 7 und 7'  überbrückt, und zuletzt werden der elektronische Schal  ter 9 und das Schaltschütz 8 geöffnet.  



  Fällt bei einer Stromversorgungsanlage mit Schalt  einrichtung nach Fig. 2 der Wechselrichter 1 aus, so löst  das Überwachungsorgan 6 einen Umschaltvorgang aus,  der durch das Steuergerät 14 in der Weise gesteuert wird,  dass zuerst der elektronische Schalter 7 geschlossen und  dann der elektronische Schalter 9 und das Schaltschütz  8 geöffnet werden. Der Verbraucher 3 ist damit auf das  Bereitschaftsnetz N umgeschaltet. Der Wechselrichter 1'  wird nun automatisch in Betrieb gesetzt und gleichzeitig  das Schaltschütz 8' geschlossen. Sodann wird der Wech  selrichter 1' mit Hilfe der Gleichlaufeinrichtung 5' in  Gleichlauf mit dem Bereitschaftsnetz gebracht und zu  letzt der elektronische Schalter 7 wieder geöffnet und  der elektronische Schalter 9 wieder geschlossen. Die  Umschaltung ist damit beendet.  



  Das Rückumschalten des Verbrauchers vom Wech  selrichter 1' über das Bereitschaftsnetz auf den Wechsel  richter 1 wird ebenfalls vom Überwachungsorgan 6 aus  gelöst, sobald der Wechselrichter 1 wieder betriebsbereit  ist. Während der Wechselrichter 1 mit Hilfe der Gleich  laufeinrichtung 5 in Gleichlauf mit dem Bereitschafts  netz N gebracht wird, setzt das Steuergerät 14 zuerst den  Wechselrichter 1' ausser Betrieb. Sodann wird der elek  tronische Schalter 7 geschlossen und der elektronische  Schalter 9 und das Schaltschütz 8' geöffnet. Nachdem  nunmehr der Verbraucher 3 auf das Bereitschaftsnetz  umgeschaltet ist, wird das Schaltschütz 8 geschlossen,  der elektronische Schalter 9 wieder geschlossen und zu  letzt der elektronische Schalter 7 wieder geöffnet.

   Dieses  Rückumschalten entfällt selbstverständlich, wenn die  Betriebs- und Ersatzbetriebsfunktion der Wechselrich  ter 1 und 1' vertauscht sind, was mit Hilfe eines Be-    triebsartenwählers beim Steuergerät 14 vorgegeben wer  den kann.  



       Mit    Hilfe der zusätzlichen Schütze 16 bzw. 17 kann  ein Notumschalten in der Weise gesteuert werden, dass  bei Ausfall des Bereitschaftsnetzes, wenn das Schalt  schütz 13     geöffnet    wird, sofort der Wechselrichter 1' in  Betrieb gesetzt und das Schütz 16 geschlossen wird. Der  Wechselrichter 1' nimmt damit die Funktion des ausge  fallenen Bereitschaftsnetzes ein und wird mit Hilfe der  Gleichlaufeinrichtung 5 über die Leitungen 11 und 11'  mit dem Wechselrichter 1 in Gleichlauf gebracht. Fällt  dann auch der Wechselrichter 1 aus, so wird zuerst der  elektronische Schalter 7 geschlossen, der elektronische  Schalter 9 und das Schaltschütz 8 geöffnet. Sodann wer  den das Schaltschütz 8' geschlossen, der elektronische  Schalter 9 wieder geschlossen und zuletzt der elektro  nische Schalter 7 wieder geöffnet.



  Method for uninterrupted switching of a consumer from a power supply unit to a replacement unit The main patent relates to a method for uninterrupted switching of a consumer from a power supply unit to a replacement unit when faults occur in the power supply unit, for supply circuits in which between the power supply unit and the replacement unit and the consumer switching means are arranged, which consists in that the power supply unit is connected downstream of an energy store made of circuit elements, which maintains the consumer voltage for a certain time in the event of a fault in the unit,

   and that the power supply unit is constantly kept in sync with the replacement unit in the case of alternating current supply by a synchronization device and, if a fault occurs, the switching of the monitoring units of the power supply unit is triggered and carried out in such a way that a first electronic switch, which is in the circuit of the replacement unit, is carried out Responding to one of the monitoring organs of the power supply unit switched on and a second electronic switch, which is in the supply circuit of the Stromversorgungsaggre gate, is opened with a delay within the duration of the memory.



  As can be seen, with this switching process, either a standby network or a replacement unit for emergency power supply is provided. As a standby network z. B. a public network. As a substitute unit, however, a converter is used, which is constantly in operation even with normal supply of the consumer from the Stromversor supply unit, i. H. just like a standby network should be ready to supply. A replacement unit is generally preferred to a public network, which is known to be often subject to external interference.



  The present invention therefore assumes that the alternative, standby network or Ersatzaggre gat, is not operationally satisfactory, and provides for the method described above to be improved by a combined use of a standby network and a spare unit, thereby ensuring the continuity of the power supply to a consumer can be secured even more.



  The invention consists in that, in the event of a fault in the power supply unit, the consumer is switched automatically and without interruption to a standby network and then without interruption to the replacement unit with the help of an electronic switching device.



  In detail, the method can be further developed, for example, by first switching the consumer to the standby network with the help of an electronic switch and a contactor, which are connected in series with the supply unit, as well as with the help of a standby network first electronic switch via a contactor that is closed when the power supply unit is synchronized with the standby network, it follows.

   The switching of the consumer from the standby network to the replacement unit is then done by hand using an electronic switch and a contactor, which are connected in series with the replacement unit, and with the help of a second electronic switch's between the standby network and the electronic switch of the Replacement unit is arranged, via a further contactor, which is closed when the replacement unit is running synchronously with the standby network, and also with the help of a contactor arranged between the consumer outputs of the units.

   When the consumer switches from the standby network to the replacement unit, the contactor between the consumer outputs is closed together with the contactor of the replacement unit. Then the second electronic switch of the standby network is closed and the first electronic switch of the standby network is opened. The replacement unit is then put into operation and its electronic switch is closed, and finally the second electronic switch of the standby network is opened again.

        A variant of the method according to the invention is characterized in that the replacement unit is automatically put into operation in the event of a malfunction or failure of the power supply unit and the consumer is switched on with the aid of an electronic switch that is common to the power supply unit and: the replacement unit the standby network side arranged electronic switch is switched over automatically and without interruption to the standby network and then to the replacement unit via a contactor that is closed when the power supply unit and the standby network are synchronized.



  If the standby network is disturbed or if it fails, it is in any case disconnected from the output of the power supply and the replacement unit with the help of a main contactor, which is connected upstream of the electronic switch (s) of the standby network automatically put into operation and brought into synchronization with the power supply unit.



  The automatically started replacement unit is then switched through with the contactor open via the electronic switch to the contactor for the purpose of synchronism control. As soon as the normal power supply from the power supply unit is disrupted or fails when the standby network fails, the consumer is automatically and without interruption switched to the replacement unit with the help of the electronic switch (s) downstream of the supply units, and when the Units have separate consumer outputs, then these outputs are bridged by the contactor in between.



  Instead of just one replacement unit, it is also possible to work with two or three replacement units. In the event of a fault or failure of the standby network, only a replacement unit then needs to be put into operation.



  With the method according to the invention, different advantages are achieved compared to the original method: With normal power supply to the consumer from the power supply unit, the replacement unit or units are at rest, so that unnecessary idling losses in these units are avoided. After a malfunction or failure of the normal power supply, the consumer is only temporarily connected to the standby network. If the replacement unit (s) in replacement operation is faulty or has failed, it is possible to switch back to the standby network without interruption.

   If, on the other hand, the standby network is disturbed during normal operation or if it fails, an automatic, uninterrupted switchover to the replacement unit is ensured in the event of a disturbance in normal operation. The function of the units can be changed by a simple switching operation without interrupting the supply operation. Finally, with a smaller amount of electronic switches, each switchover takes place automatically if the power supply unit and the replacement unit work on only one consumer output via a common electronic switch.



  Embodiments of the invention are explained with reference to the drawing.



  Fig. 1 shows the block diagram of a Schalteinrich device for performing the method with a power supply unit and a replacement unit, which work on separate consumer outputs.



  Fig. 2 shows the block diagram of a correspond to the switching device in which the two units work on a common consumer output.



  In both figures, the same elements and functions are numbered with the same reference symbols.



  In the case of normal power supply, a Stromversor supply unit 1, for example a static inverter, which is followed by an energy store 4, feeds a consumer 3 via a closed contactor 8 and an electronic switch 9 that is also closed. As a replacement unit 1 'for the regular emergency power supply, a second static inverter is provided, the corresponding elements 4', 8 'and 9' are connected downstream (Fig. 1). This Ersatzaggre gat 1 'is at rest with normal power supply, and there are the contactor 8' and the electronic switch 9 'open.

   The consumer outputs of the units 1 and 1 'can be interconnected by means of a contactor 15. An alternating current network N, which has two consumer outputs, each of which is preceded by a switching contactor 11, 11 'and an electronic switch 7, 7', is used as the standby network. The consumer outputs ge connected upstream is also a main contactor 13, which is only opened when the N standby network fails or malfunctions.

   The contactors 11 and 11 'are closed per se and are opened by a monitoring element 10 or 10' if correspondingly assigned synchronization devices 5, 5 ', which keep the inverter 1 and 1' in sync with the standby network N, are disturbed are. The inverters 1 and 1 'each have a monitoring device 6 or 6', to which a common control device 14 is assigned. The control unit 14 controls the switching of the electronic switches 9, 9 ', 7, 7' and the contactors 8, 8 ', 15 and 13.



  In the switching device according to FIG. 2, the power supply units 1 and 1 'are jointly followed by an electronic switch 9, and only one electronic switch 7 and one contactor 11 are located in the supply line on the mains side for the purpose of synchronization control by means of additional Licher contactors 17 and 16 with the output of the power supply unit 1 or the replacement unit tes 1 'are connected directly.



  If the unit 1 fails in a power supply system with switching device according to FIG. 1, this process, like any fault in general, is detected by the monitoring element 6 as it occurs in a known manner, and the control unit 14 automatically switches over without interruption of the consumer to the standby network ge controls as follows: First the contactor 8 'and the contactor 15 are closed. The two consumer outputs are thus connected together. Then the electronic switch 7 'is closed and the electronic switch 9 is opened.

   The consumer 3 is now switched to the standby network N. The replacement unit 1 'can then be put into operation by hand. This process is also recorded by the monitoring element 6 '. The control device 14 then first brings the synchronization device 5 'into operation, then closes the electronic switch 9' and opens the electronic switch 7 'again. This also ends the switchover of the consumer from the standby network to the replacement unit.



  If the inverter unit 1 is operational again, then the consumer can be switched back from the inverter 1 'via the standby network N to the Stromversor supply inverter 1, which is not switched via the electronic switch T, but via the electronic switch 7 to the standby network . The inverter 1 'is put out of operation manually. This return switch can also be carried out automatically and without interruption, bypassing the standby network N; z. B. when the standby network has failed.

    Here, too, the sequence of the individual switching steps is reversed with regard to the direct, uninterrupted switching of the consumer from the inverter 1 to the replacement inverter 1 'when the standby network has failed and the inverter 1 also fails. The relevant switching process is described below.



  As soon as the standby network fails with normal power supply of the consumer from the inverter 1, the main contactor 13 is opened and the replacement inverter 1 'is automatically put into operation by means of the control device 14 and the contactor 8' is closed. With the help of the synchronization devices 5 and 5 ', the inverter 1 is then brought into synchronization with the inverter 1'. If the inverter 1 fails, the control unit 14 controls the electronic switch 9 'to the closed state. Finally, the contactor 15 is also closed and therewith the network-side electronic switches 7 and 7 'are bridged, and finally the electronic switch 9 and the contactor 8 are opened.



  If the inverter 1 fails in a power supply system with switching device according to FIG. 2, the monitoring element 6 triggers a switching process which is controlled by the control device 14 in such a way that the electronic switch 7 is closed first and then the electronic switch 9 and the contactor 8 can be opened. The consumer 3 is thus switched to the standby network N. The inverter 1 'is now automatically put into operation and the contactor 8' is closed at the same time. Then the inverter 1 'with the help of the synchronization device 5' is brought into synchronization with the standby network and finally the electronic switch 7 is opened again and the electronic switch 9 is closed again. The switchover is now complete.



  The switching back of the consumer from the inverter 1 'via the standby network to the inverter 1 is also released by the monitoring device 6 as soon as the inverter 1 is ready for operation again. While the inverter 1 is brought into synchronization with the standby network N with the aid of the synchronizing device 5, the control unit 14 first puts the inverter 1 'out of operation. Then the electronic switch 7 is closed and the electronic switch 9 and the contactor 8 'opened. After the consumer 3 has now been switched to the standby network, the contactor 8 is closed, the electronic switch 9 is closed again and, finally, the electronic switch 7 is opened again.

   This switching back is of course not necessary if the operating and substitute operating functions of the inverters 1 and 1 'are interchanged, which can be specified with the aid of an operating mode selector in the control unit 14.



       With the help of the additional contactors 16 and 17, an emergency switchover can be controlled in such a way that, if the standby network fails, when the contactor 13 is opened, the inverter 1 'is immediately put into operation and the contactor 16 is closed. The inverter 1 'thus takes on the function of the failed standby network and is brought into synchronization with the inverter 1 via the lines 11 and 11' with the aid of the synchronization device 5. If the inverter 1 then also fails, the electronic switch 7 is closed first, the electronic switch 9 and the contactor 8 are opened. Then who the contactor 8 'closed, the electronic switch 9 closed again and finally the electronic switch 7 opened again.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zum unterbrechungsfreien Umschalten eines Verbrauchers von einem Stromversorgungsaggre gat auf ein Ersatzaggregat beim Auftreten von Störun gen im Stromversorgungsaggregat, für Versorgungs stromkreise, in welchen zwischen dem Stromversor gungsaggregat und dem Ersatzaggregat und dem Ver braucher Schaltglieder angeordnet sind, das darin be steht, dass dem Stromversorgungsaggregat ein Energie speicher (4) aus Stromkreiselementen nachgeschaltet ist, der die Verbraucherspannung bei einer Störung des Ag gregates für eine bestimmte Zeit aufrechterhält, dass das Stromversorgungsaggregat bei einer Wechselstromver sorgung durch eine Gleichlaufeinrichtung (5) ständig in Gleichlauf mit dem Ersatzaggregat (2) gehalten wird, und beim Auftreten einer Störung das Umschalten von Überwachungsorganen (6) des Aggregates (1) PATENT CLAIM Method for the uninterrupted switching of a consumer from a Stromversorgungsaggre gat to a replacement unit in the occurrence of Störun conditions in the power supply unit, for supply circuits in which between the power supply unit and the replacement unit and the consumer switching elements are arranged, which is that the Power supply unit is followed by an energy storage device (4) made of circuit elements, which maintains the consumer voltage for a certain period of time in the event of a fault in the unit, so that the power supply unit is constantly kept in sync with the replacement unit (2) in the case of an alternating current supply by a synchronization device (5) and when a fault occurs, the switching of the monitoring units (6) of the unit (1) ausgelöst und so durchgeführt wird, dass ein erster elektronischer Schalter (7), der im Stromkreis des Ersatzaggregates (2) liegt, beim Ansprechen eines der Überwachungsorgane (6) des Stromversorgungsaggregates (1) eingeschaltet und ein zweiter elektronischer Schalter (9), der im Ver sorgungsstromkreis des Aggregates (1) liegt, verzögert innerhalb der Wirkungsdauer des Speichers (4) geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Störung des Stromversorgungsaggregates (1) der Verbraucher (3) mit Hilfe einer elektronischen Umschalteinrichtung (7, 7'; 9, 9') zuerst automatisch und unterbrechungs frei auf ein Bereitschaftsnetz (N) und sodann unter brechungsfrei auf das Ersatzaggragat (1') umgeschaltet wird. UNTERANSPRÜCHE 1. triggered and carried out in such a way that a first electronic switch (7), which is in the circuit of the replacement unit (2), is switched on when one of the monitoring devices (6) of the power supply unit (1) responds and a second electronic switch (9), which is in Ver supply circuit of the unit (1) is opened with a delay within the duration of operation of the memory (4), characterized in that in the event of a fault in the power supply unit (1) the consumer (3) with the help of an electronic switching device (7, 7 '; 9 , 9 ') is first switched automatically and without interruption to a standby network (N) and then switched to the replacement unit (1') without interruption. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Umschalten des Verbrauchers auf das Bereitschaftsnetz mit Hilfe eines elektronischen Schalters und eines Schaltschützes, die dem Versorgungsaggregat in Reihe nachgeschaltet sind sowie mit Hilfe eines dem Bereitschaftsnetz nachgeschalteten ersten elektronischen Schalters über ein bei Gleichlauf des Stromversorgungs- aggregates mit dem Bereitschaftsnetz geschlossenes Schaltschütz erfolgt und das Umschalten des Verbrau chers vom Bereitschaftsnetz auf das Ersatzaggregat so dann von Hand mit Hilfe eines elektronischen Schalters und eines Schaltschützes, die dem Ersatzaggregat in Reihe nachgeschaltet sind, A method according to claim, characterized in that the switching of the consumer to the standby network with the aid of an electronic switch and a contactor, which are connected in series to the supply unit and with the aid of a first electronic switch connected downstream of the standby network via a synchronous operation of the power supply unit The contactor is closed with the standby network and the consumer is switched from the standby network to the replacement unit by hand using an electronic switch and a contactor that are connected in series to the replacement unit, sowie mit Hilfe eines zweiten elektronischen Schalters, der zwischen dem Bereit schaftsnetz und dem elektronischen Schalter des Ersatz aggregates angeordnet ist, über ein bei Gleichlauf des Ersatzaggregates mit dem Bereitschaftsnetz geschlosse nes weiteres Schaltschütz und ferner mit Hilfe eines zwi schen den Verbraucherausgängen der Aggregate ange ordneten Schaltschützes vorgenommen wird. 2. and with the help of a second electronic switch, which is arranged between the standby network and the electronic switch of the replacement unit, via a closed contactor when the replacement unit is synchronized with the standby network and also with the help of a contactor arranged between the consumer outputs of the units is made. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass beim Umschalten des Verbrauchers vom Bereitschaftsnetz auf das Ersatzaggregat zuerst das Schaltschütz zwischen den Verbraucherausgängen zu sammen mit dem Schaltschütz des Ersatzaggregates ge schlossen wird, anschliessend der zweite elektronische Schalter des Bereitschaftsnetzes geschlossen und der erste elektronische Schalter des Bereitschaftsnetzes ge öffnet wird, sodann das Ersatzaggregat in Betrieb ge nommen und dessen elektronischer Schalter geschlossen wird und dass zuletzt der zweite elektronische Schalter des Bereitschaftsnetzes wieder geöffnet wird. 3. The method according to dependent claim 1, characterized in that when switching the consumer from the standby network to the replacement unit, first the contactor between the consumer outputs is closed together with the contactor of the replacement unit, then the second electronic switch of the standby network is closed and the first electronic switch of the Stand-by network is opened, then the replacement unit is taken into operation and its electronic switch is closed and that finally the second electronic switch of the stand-by network is opened again. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass dem Stromversorgungs- (1) und dem Er satzaggregat (1') ein elektronischer Schalter (9) gemein sam nachgeschaltet ist und dass bei einer Störung oder bei Ausfall des Stromversorgungsaggregates (1) das Er satzaggregat (1') automatisch in Betrieb gesetzt und der Verbraucher (3) mit Hilfe des gemeinsamen elektroni schen Schalters (9) sowie eines elektronischen Schalters (7) auf der Bereitschaftsnetzseite über einen bei Gleich lauf des Stromversorgungs- und des Bereitschaftsnetzes (N) geschlossenes Schaltschütz zuerst auf das Bereit schaftsnetz und anschliessend auf das Ersatzaggregat (1') automatisch und unterbrechungsfrei umgeschaltet wird. 4. Method according to claim, characterized in that the power supply unit (1) and the replacement unit (1 ') are followed by an electronic switch (9) in common and that in the event of a fault or failure of the power supply unit (1) the replacement unit ( 1 ') is automatically put into operation and the consumer (3) with the help of the common electronic switch (9) and an electronic switch (7) on the standby network side via a contactor that is closed when the power supply and standby network (N) is running synchronously to the standby network and then to the replacement unit (1 ') automatically and without interruption. 4th Verfahren nach Unteranspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Störung oder Ausfall des Be reitschaftsnetzes ein Schaltschütz (13), das dem oder den elektronischen Schalter(n) des Bereitschaftsnetzes ge meinsam vorangeschaltet ist, sofort geöffnet wird, und wenn die Aggregate gesonderte Verbraucherausgänge haben, ausserdem durch Schliessen eines zusätzlichen Schaltschützes (16 bzw. 17) die Gleichlaufeinrichtung (5') des Ersatzaggregates (1') an den Ausgang des Stromversorgungsaggregates (1) angeschlossen wird und dass ferner das Ersatzaggregat (1') automatisch in Be trieb gesetzt und mit Hilfe der Gleichlaufeinrichtung (5') in Gleichlauf mit dem Stromversorgungsaggregat (1) gebracht wird. 5. Method according to dependent claims 1 and 3, characterized in that in the event of a fault or failure of the standby network a contactor (13), which is connected upstream of the electronic switch (s) of the standby network, is opened immediately, and if the units have separate consumer outputs have, in addition, by closing an additional contactor (16 or 17) the synchronization device (5 ') of the replacement unit (1') is connected to the output of the power supply unit (1) and that the replacement unit (1 ') is also automatically put into operation and is brought into synchronization with the power supply unit (1) with the aid of the synchronization device (5 '). 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass, sobald auch das in Betrieb befind liche Stromversorgungsaggregat (1) gestört ist oder aus fällt, der Verbraucher (3) mit Hilfe der (des) den Strom versorgungsaggregaten nachgeschalteten Schalter(s) (7, 9, 9') automatisch und unterbrechungsfrei auf das Er satzaggregat umgeschaltet wird, und, wenn die Aggre gate gesonderte Ausgänge haben, anschliessend diese Ausgänge durch das dazwischenliegende Schaltschütz (15) überbrückt werden. Method according to dependent claim 4, characterized in that as soon as the power supply unit (1) in operation is also malfunctioning or fails, the consumer (3) with the aid of the switch (s) (7) connected downstream of the power supply units, 9, 9 ') is automatically switched to the replacement unit without interruption, and, if the units have separate outputs, these outputs are then bridged by the contactor (15) in between. 6. Verfahren nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass den überwachungseinrichtungen (6, 6') der Versorgungs aggregate ein gemeinsames Steuergerät (14) zugeordnet ist, das das Schalten der elektronischen Schalter (7, 7'; 9, 9') und der Schaltschütze (8, 8', 15) steuert. 6. The method according to claim and the subclaims 1 to 5, characterized in that the monitoring devices (6, 6 ') of the supply units are assigned a common control device (14) which controls the switching of the electronic switches (7, 7'; 9 , 9 ') and the contactors (8, 8', 15) controls.
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