DD244658A1

DD244658A1 - Antihavarieautomatik fuer energieschaltanlagen

Info

Publication number: DD244658A1
Application number: DD28483785A
Authority: DD
Inventors: Alexander Frentz; Christian Schenk
Original assignee: Inst Prueffeld Elekt
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-04-08

Abstract

Es wird eine leittechnische Einrichtung beschrieben, die eingeordnet in eine abzweigorientierte Stationsleittechnik die Fehlerzustaende anlagenbezogen erfasst, auswertet und in Realisierung einer Antihavarieautomatik die Funktionen Schaltfehlerschutz, automatische Umschaltungen, automatische Frequenzentlastung, automatischer Sammelschienenwechsel, Netzwiederaufbau nach Fehlerfall, Registrierung von Fehlerzustaenden, Meldung zu uebergeordneten Leiteinrichtungen, Meldung und Bearbeitung von Fehlerzustaenden ohne sofortige Abschalterfordernis und Abarbeitung von Notprogrammen zur sicheren Fahrweise im Havariefall realisiert. Figur

Description

Die Meßwerterfassungsstellen liegen an konventionellen Schnittstellen, die weiterhin mit den zugehörigen Meßwerterfassungsstellen in Verbindung stehen. Der Funktionsumfang für das konkrete Projekt ist durch eine einfache Zuordnung entsprechender Festwertspeicher in der Einrichtung ermöglicht, wobei eine Parametriereinrichtung zur parametriermäßigen Konfigurierung der Einrichtung geeignet ist.

Zweckmäßig ist der Rechner an eine übergeordnete Leiteinrichtung angeschlossen, wobei diese Einrichtung über einen Interruptkanal freigebbar oder blockierbar ist.

Ausführungsbeispiel

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend näher erläutertt werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Die Einrichtung ist im vorliegenden Beispiel an drei ausgewählte Schaltzelle 1; 1 a; 1 b angeschlossen, die aufgrund ihrer Stellung bzw. Funktion innerhalb des gegebenen Schaltzellenverbandes für Antihavariemaßnahmen von Bedeutung sind. Es kann sich hierbei zum Beispiel um Kupplungen, Einspeisezellen oder wichtige Abgänge handeln. Außerdem ist die Einrichtung an zwei Schaltzellen 10; 10'mit untergeordneter Bedeutung angeschlossen. Die Schaltzellen 1; T; 1"; 10; 10' bilden zusammen die zu überwachende Sektion. Jede der Schaltzellen 1; 1 a; 1 b ist eine Meßwerterfassungseinrichtung 2; 2'; 2" zugeordnet. Die Meßwerterfassungseinrichtungen 2; 2'; 2" sind räumlich zentral oder dezentral installiert und übernehmen analoge und binäre Anlagenparameter von jeweils einer konventionellen Schnittstelle 7; 7'; 7". Als Beispiel für Anlagenparameter seien beispielsweise Strom, Spannung, Schutzsignale, Zustandmeldungen oder Fehlermeldungen genannt. Die Steuerung der Meßwerterfassungseinrichtungen erfolgt durch einen zentralen Rechner 4, ihre Aufgaben sind die Steuerung von Pegelanpassungen, galvanischen Trennungen, Analog/Digitalwandlungen, Multiplexfunktionen und Speicherungen, worauf später noch näher eingegangen wird. Es sei zunächst nur nochmals darauf hingewiesen, daß die erwähnten Steuerungen im Zusammenwirken mit dem zentralen Rechner 4 erfolgen. Die Ausgänge der Meßwerterfassungseinrichtungen 2; 2'; 2" werden von seriellen Schnittstellen 3; 3ai; 3 b gebildet, wobei die genannten Meßwerterfassungseinrichtungen linienförmig über einen Bus 12 an den Rechner 4 angeschlossen sind. Einer der Meßwerterfassungseinrichtungen 2; 2'; 2" der Sektion, im gezeigten Fall die Meßwerterfassungseinrichtung 2, werden von allen Schaltzellen, also auch von den Schaltzellen untergeordneter Bedeutung 10; 10' laufend die einzelnen Zustandsmeldungen über Signalwege 9; 9' bis 9" zugeführt, so daß in dieser der Meßwerterfassungseinrichtung 2, das Abbild der Anlagensektion vorhanden ist. Zur Zuführung von Schaltbefehlen über Signalwege 8; 8' bis 8" an zusätzliche Befehlsdekodier- und Verstärkereinrichtungen 11; 11' bis n"" dient eine Ausiöseschleife 13. Zur Eingabe der anlagenspezifischen Parameter der Sektion in den Rechner 4 dient eine Parametriereinrichtung 5. Ein serieller Ausgang 6 des Rechners 4 ermöglicht die Kopplung mit übergeordneten Leiteinrichtungen über einen Signalweg 6. Ein zusätzlicher Rechnereingang 14 ermöglicht eine Kopplung mit sonstigen Anlagen, die in unmittelbarer funktioneller Verbindung mit der Elektroenergieanlage stehen, z. B. BMSR-Anlagen, um von diesen Sperr- bzw. Freigabesignale zu übernehmen. Die Antihavarieautomatik arbeitet wie folgt:

a) Arbeit als automatische Umschalteinrichtung

Die Meßwerterfassungseinrichtung 2 erkennt über die konventionelle Schnittstelle 7 in der Einspeisezeile 1 eine Unterspannung und meldet diesen Zustand über die serielle Schnittstelle 3 und den Bus 12 dem zentralen Rechner 4. Dadurch erfolgt in diesem eine Programmbearbeitung, die als Ergebnis die erforderlichen Schalthandlungen beinhaltet.

Durch entsprechende Signalbildung werden über die Auslöseschleife 13 die Befehlsdekodiereinrichtungen 11 und 11" aktiviert, die über ihre Verstärkereinrichtung die Schaltbefehle umsetzen können. Es erfolgt über den Signalweg 9 die Abschaltung der Zelle 1 und über den Signalweg 9^IV die Zuschaltung einer dritten Einspeisezelle 1".

Vor Beginn der Schalthandlungen wird eine direkte Datenübermittlung des Abbildes von der ersten Meßwerterfassungseinrichtung 2 veranlaßt, über die der folgerichtige Ablauf des Schaltprogrammes über die Signalwege 9; 9^IV überwacht werden kann.

Des weiteren besteht die Möglichkeit, diesen neuen Anlagenzustand über einen Signalweg 6 einer übergeordneten Leitstelle zu melden.

b) Arbeit bei automatischer Frequenzentlastung

Die erste Meßwerterfassungseinrichtung 2 erkennt über eine konventionelle Schnittstelle 7; T oder 7" in der Einspeisezelle 1; 1' oder 1" oder 1" eine unzulässige Frequenzabweichung und meldet diesen Zustand über die jeweilige serielle Schnittstelle 3; 3' oder 3" und den Bus dem zentralen Rechner 4. In diesem wird eine Programmabarbeitung aktiviert, die einen definierten stufenweisen Lastabwurf mit Zeitverzögerung innerhalb des Schaltzellenverbandes organisiert, bis sich die Frequenz im stabilen zulässigen Toleranzbereich befindet.

Die dadurch veranlaßten Abschaltungen erfolgen durch Signalbildung über die Auslöseschleife 13 zu den entsprechenden Befehlsdekodierstellen 11 bzw. 11'; 11"; 11'" oder 11^lv und Umsetzung in Schaltbefehlen über die Verstärkereinrichtungen.

c) Arbeit als Schaltfehlerschutz

Der Schaltfehlerschutz wird durch im zentralen Rechner 4 softwarenmäßig implementierte Verriegelungsbedingungen realisiert, um Fehlerschaltungen zu verhindern. Vor jeder Schaltbefehlsausgabe an den zentralen Rechner direkt oder eine übergeordnete Leitstelle über den seriellen Ausgang 6 holt sich der zentrale Rechner 4 aus dej· sektionsweisen Meßwerterfassungseinrichtung 2 das Abbild der Sektionen, vergleicht dieses'mit den programmäßig festgelegten Verriegelungsbedingungen und gibt die Ausführung des Schaltbefehls frei bzw. blockiert diese und nimmt die Meldung des Zustandes vor.

d) Arbeit beim Netzwiederaufbau nach Fehlerfall

Nach einem Fehlerfall, der zur Abschaltung der Sektion durch die Einspeisezelle 1 bzw. 1'oder1" führte, wird durch automatische Schalthandlungen das Wiedereinschalten der Sektion dahingehend vorbereitet, daß eine gestaffelte Zuschaltung aller netzseitig unterbrochenen Abgänge dieser Sektion erfolgen kann, wenn dies für den stabilen Weiterbetrieb des noch intakten übergeordneten Netzes notwendig wird.

Die Abschaltung der jeweiligen Einspeisezelle 1 bzw. 1' oder 1" bewirkt die Aktivierung einer Programmabarbeitung im zentralen Rechner 4, in deren Folge alle nachgeordneten eingeschalteten Abgangsschalter über die Befehlsdekodiereinrichtungen 11 bzw. 11' bis 11^IV einen Bus-Befehl erhalten. Das Abbild der Sektion gestattet, nach Wiedereinschaltung der Einspeisezelle 1 bzw. 1'

oder 1" eine zeitgestaffelte Zuschaltung der nachgeordeten Abgänge vom zentralen Rechner 4 über Bus 12 und die entsprechende Befehlsdekodiereinrichtung 11 bzw. 11' bis 11^IV erfolgen kann.

e) Arbeit bei Registrierung und Bearbeitung von Fehlerzuständen ohne sofortige Abschaltung

Fehler, die keine sofortige Abschaltung erfordern, z. B. Buchholz-Warnung, Thermogefahrenmeldung u.a., Zustandsmeldung, Datenübertragungsfehler und andere als Ergebnis von Eigenüberwachungen der Leitstelle werden im zentralen Rechner 4 in Form von Fehlertabellen gespeichert und auf Wunsch der übergeordneten Leitstelle über den Signalweg 6 gemeldet. Die entsprechenden Parameter der Fehlerzustände der betreffenden Schaltzelle 1 oder V oder 1" werden vom zentralen Rechner dahingehend überwacht, daß sie dort ständig aktualisiert vorliegen und der zentralen Leitstelle über den Signalweg 6 auf Anforderung übermittelt werden können, um diese auf die Durchführung von Maßnahmen vorzubereiten bzw. Analysen vornehmen zu können

Die entsprechende Programmroutine wird zeitzyklisch stets neu aktiviert, bis der Fehlerzustand beseitigt ist.

f) automatischer Sammelschienenwechsel

Bei der Durchführung eines automatischen Sammelschienenwechsels in einem Mehrfachsammelschienensystem erfolgt die Zu- bzw. Abschaltung der erforderlichen Kupplungen, Einspeisungen und Abgänge über ein übliches, nicht in den Rahmen der Erfindung fallendes Programm im zentralen Rechner 4, das den folgerichtigen Ablauf der Umschaltung steuert. Dabei liefert dieser einen Schaltbefehl über die Auslöseschleife 13 an die entsprechenden Befehlsdekodiereinrichtungen 11,11', 11", 11'" oder 11^lv, die über ihre Verstärkereinrichtung den Befehl umsetzt. Die zugeordnete Meßwerterfassungseinrichtung 2,2' oder 2" meldet die erfolgte Schalthandlung über den Bus 12 an den zentralen Rechner 4, so daß dieser die nächstfolgende Schaltbefehlsausführung aktivieren kann. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis der im vorgenannten Programm vorgegebene Algorithmus der notwendigen, nacheinander abzulaufenden Schalthandlungen abgearbeitet ist.

g) Notprogramme zur sicheren Fahrweise des Netzes im Havariefall

In weiteren Havariefällen über die genannten Fälle a bis f hinausgehend, wie z. B. Schaltversager, Ausfall einzelner Leittechnikbaugruppen, Ausfall von analogen bzw. binären Anlagenparametern, die über die konventionellen Schnittstellen 7,7' oder 7" erfaßt werden, werden diese Zustände über die jeweilige Meßwerterfassungseinrichtung und den Bus 12 dem zentralen Rechner 4 gemeldet, der nach einer implementierten Rang-Reihenfolge den Havariefall wichtet und (wenn möglich) die erforderlichen Maßnahmen, wie z. B. Ab-Umschaltungen von einzelnen Abgängen oder ganzen Sektionen, organisiert.

Die Ursachen, die das Notprogramm erforderlich machten, werden im Zentralrechner 4 abgespeichert, damit sie bis zu einer Abfrage bei der Behebung des Havariezustandes als Angaben über Fehlerart, -ort, -Ursache u. ä. zur Verfügung stehen. Die Arbeitsweise der Notprogrammabarbeitung wird der übergeordneten Leiteinrichtung zur Einleitung von Maßnahmen zur Überführung in den ungestörten Betrieb gemeldet.

Wie ohne weiteres ersichtlich, können über die Signalwege 9"' und 9^IV auch Schaltzellen 10; 10' wirksam werden.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Antihavarieautomatikfür Energieschaltanlagen, gekennzeichnet dadurch, daß zwecks wahlweiser Wirkung als automatische Umschalteinrichtung, automatische Frequenzentlastungsschaltung, Schaltfehlerschutz, Schaltung zum Netzwiederaufbau nach einem Fehlerfall, Schaltungsanordnung zur Registrierung und Bearbeitung von Fehlerzuständen, die keine sofortige Abschaltung erfordern. Schaltungsanordnung zum Sammelschienenwechsel und Schaltungsanordnung zur Durchführung von Notprogrammen zur sicheren Fahrweise des Netzes im Havariefall ein zentraler Rechner (4) vorgesehen ist, der über einen Bus (12) und serielle Schnittstellen (3; 3'; 3") mit Meßwerterfassungsstellen (2; 2'; 2") verbunden ist, die über Signalwege (9; 9'; 9"; 9"'; 9^IV) mit Einspeisezellen (1; 1'; 1") verbunden sind, wobei der Rechner (4) gleichzeitig von einer Parametriereinrichtung (5) beaufschlagt ist, und daß der zentrale Rechner (4) über eine Auslöseschleife (13) mit einer ersten und einer η-ten Befehlsdekodierstelle verbunden ist, wobei zwischen der ersten und der η-ten Befehlsdekodierstelle (11; 11^IV) in Reihe weitere Befehlsdekodierstellen (11'; 11"; 11"') vorgesehen sind.
2. Antihavarieautomatik nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßwerterfassungsstellen (1; T; 1")an konventionellen Schnittstellen (7; 7'; 7") liegen, die weiterhin mit den zugehörigen Meßwerterfassungsstellen (2; 2'; 2") in Verbindung stehen.
3. Antihavarieautomatik nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Funktionsumfang für das konkrete Projekt durch eine einfache Zuordnung entsprechender Festwertspeicher in der Einrichtung ermöglicht ist, wobei eine Parametriereinrichtung zur parametriermäßigen Konfigurierung der Einrichtung geeignet ist.
4. Antihavarieautomatik nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Rechner an eine übergeordnete Leiteinrichtung angeschlossen ist, wobei diese Einrichtung über einen Interruptkanal freigebbar oder blockierbar ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Antihavarieautomatik für Energieschaltanlagen, die im Fall von auf unterschiedliche Ursachen zurückzuführenden Havarien automatisch die erforderlichen und möglichen Maßnahmen auslöst, die entweder die Störung beseitigen oder deren Auswirkungen auf ein Minimum beschränken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine komplexe Realisierung einer Arrtihavarieautomatik für Elektroenergieanlagen auf der Basis einer abzweigorientierten Stationsleittechnik konventioneller Art ist gegenwärtig nur unter einem hohen Projektierungs-, Geräte-, Material- und Verdrahtungsaufwand möglich. Darüber hinaus ist es äußerst schwierig, alle Funktionen, die eine solche Antihavarieautomatik auszuüben hat, mit bekannten einzelgerätetechnischen Lösungen zu erfüllen, da die Einzelgeräte jeweils für die von ihr auszuführende Lösung optimiert sind, wobei sich dann im komplexen Zusammenwirken dieser Einzelgeräte keine optimalen Ergebnisse ergeben. Die bekannten Lösungen für den genannten Zweck arbeiten nämlich fast ausschließlich nach klassischen elektromechanischen Wirkpinzipien und müssen daher durch unterschiedliche Variantenbildung den konkreten Einsatzfällen angepaßt werden. Als separate einzelgerätetechnische Lösungen auf der Basis elektromechanischer Wirkprinzipien sind eine Reihe von Umschalteinrichtungen u. z. B. Relais für Frequenzentlastungen bekannt. Einrichtungen, die automatisch weitergehende Schalthandlungen als logische Konsequenz eines Havariefalles vornehmen, wie z. B. automatischer Netzwiederaufbau nach einem Havariefall oder automatischer Sammelschienenwechsel sind nicht bekannt. Automatisierungslösungen der Schaltanlagentechnik auf der Basis mikroelektronischer bzw. mikrorechnertechnischen Lösungen entsprechen den gestellten Forderungen nur teilweise, erfordern ein umfangreiches hierarchisches Automatisierungskonzept. Der Hauptnachteil liegt jedoch in der fehlenden Kompatibilität zu den bestehenden konventionellen Einrichtungen, so daß eine umfangreiche Einführung dieser Lösungen mit einem sehr hohen Aufwand verbunden sein würde.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die aufgezeigten Mängel des Standes der Technik zu beseitigen.

Darlegung des Weses der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, leittechnische Informationen, die über den wesentlichen Zustand einer Energieschaltanlage aussagefähig sind, im Havariefall zu verarbeiten, und die automatische Steuerung der Anlage im Fehlerfolgezustand zu realisieren. Bei Bedarf sollen die Fehlermeldungen an Leitzentralen oder ähnliche Einrichtungen übergeben werden können bzw. soll die Möglichkeit bestehen, von diesen Informationen zu empfangen und auszuwerten. Erfindungsgemäß ist die Antihavarieautomatik dadurch gekennzeichnet, daß zwecks wahlweiser Wirkung als automatische Umschalteinrichtung, automatische Frequenzentlastungsschaltung, Schaltfehlerschutz, Schaltung zum Netzwiederaufbau nach einem Fehlerfall, Schaltungsanordnung zur Registrierung und Bearbeitung von Fehlerzuständen, die keine sofortige Abschaltung erfordern, Schaltungsanordnung zum Sammelschienenwechsel und Schaltungsanordnung zum Durchführen von Notprogrammen zur sicheren Fahrweise des Netzes im Havariefall ein zentraler Rechner vorgesehen ist, der über einen Bus und serielle Schnittstellen mit Meßwerterfassungsstellen verbunden ist, die über Signalwege mit Einspeisezellen verbunden sind, wobei der Rechner gleichzeitig von einer Parametriereinrichtung beaufschlagt ist, und daß der zentrale Rechner über eine Auslöseschleife mit einer ersten und η-ten Befehlsdekodierstelle verbunden ist, wobei zwischen der ersten und der n-ten Befehlsdekodierstelle in Reihe weitere Befehlsdekodierstellen vorgesehen sind.