DE1588154B2 - DEVICE FOR ADDITIONAL MONITORING OF ELECTRIC ON-BOARD NETWORKS, PREFERABLY OF AIRCRAFT AND SPACE VEHICLES, OVER THE EXISTING PROTECTIVE EQUIPMENT - Google Patents
DEVICE FOR ADDITIONAL MONITORING OF ELECTRIC ON-BOARD NETWORKS, PREFERABLY OF AIRCRAFT AND SPACE VEHICLES, OVER THE EXISTING PROTECTIVE EQUIPMENTInfo
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Description
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der zu schützenden Strecke unabhängig von der Lage Ferner ist vorgesehen, daß die Einrichtung mit den des Fehlers durch eine Zusatzeinrichtung während untergeordneten und partiell arbeitenden Systemen der Dauer des Arbeitens der Kurzschlußfortschalt- zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Gesamtnetzes einrichtung gesperrt ist. Auch diese Einrichtung han- eine Funktionseinheit bildet. Durch diese Maßnahme delt nicht nach übergeordneten Gesichtspunkten im 5 wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung Hinblick auf das Gesamtnetz, sondern erfaßt nur re- eine Vereinfachung des Gesamtsystems in Anlage lativ kleine Teile des Netzes und erhält dementspre- und Aufbau erreicht. Die vorgeschlagene Uberchend nur aus Teilelementen die Information zum wachungseinrichtung greift nur ein, wenn die vor-Handeln, wobei sich dieses Handeln nur auf ein end- handenen Schutzeinrichtungen eine Fehlerfortschalgültiges Abschalten bezieht. io rung vornehmen oder wenn ein definierter Phasen-Ferner ist ein Verfahren zur automatisierten digi- ausfall im Festfrequenznetz auftritt Es handelt sich talen Netzberechnung bekannt, mit dem vermaschte also um eine den vorhandenen Schutzeinrichtungen Netze nur mit zur Verfügung stehenden Daten nach- übergeordnete, zusätzliche Überwachungseinrichtung, gebildet werden, um ihr Verhalten in bestimmten an- die das jeweilige Bordnetz erfaßt und eine selektiv begenommenen Betriebsfällen vorausberechnen zu kön- 15 wertete Fehlerabschaltung erzielt. Änderungen der nen. Hier handelt es sich um ein gestuftes System von Gesamtkonzeptionen der bisherigen Schutz^ und Programmen für die Netzberechnung mit spezifischen Überwachungssysteme sind durch die erfindungsge^ Datenlisten, d. h. »off line«, ohne unmittelbare und mäße Einrichtung nicht erforderlich. Alle bisherigen aktuelle Verknüpfung mit einem realen Netz als Ein- Abschalt- und Schutzkriterien werden beibehalten, gangsgröße. Schutzmaßnahmen für ein reales in Be- 20 und die Aufrechterhaltung der Netzversorgung erhält trieb befindliches Netz sind jedoch nach diesem Ver- gegenüber dem Schutz einzelner Anlageteile absolufahren gar nicht möglich, da einmal keinerlei Verbin- ten Vorrang, wobei jedoch die freie Entscheidung des dung zwischen Netz und Berechnungsverfahren be- Piloten übergeordnet bleibt.the route to be protected regardless of the location. Furthermore, it is provided that the device with the the error caused by an additional device during subordinate and partially working systems the duration of the work of the short-circuit progression to increase the reliability of the overall network facility is locked. This device also forms a functional unit. By this measure In accordance with the superordinate aspects in FIG. 5, there is no difference in an advantageous embodiment of the invention With regard to the overall network, but only covers a simplification of the overall system in the plant relatively small parts of the network and is accordingly achieved and structure. The proposed review only from partial elements the information on the monitoring device only intervenes if the previous action, whereby this action only applies to a permanent protective device Switching off refers. io tion or if a defined phase further is a procedure for automated digi- failure in the fixed frequency network occurs It is tal network calculation known, with the meshed one of the existing protective devices Networks only with available data Subordinate, additional monitoring device, be formed in order to determine their behavior in certain other which the respective electrical system and a selectively occupied one 15 rated fault shutdown achieved. Changes to the nen. This is a tiered system of overall concepts of the previous protection ^ and Programs for the network calculation with specific monitoring systems are by the erfindungsge ^ Data lists, d. H. "Off line", not required without immediate and moderate setup. All previous Current connection with a real network as switch-on, switch-off and protection criteria are retained, gear size. Protective measures for a real in 20 and the maintenance of the mains supply However, according to this comparison, the protection of individual parts of the system must be shut down not possible at all, as there is no connection whatsoever, although the free decision of the The connection between the network and the calculation process remains paramount to the pilots.
steht, welche ein aktives Eingreifen — noch dazu in Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der nach-Sekundenbruchteilen
— bewerkstelligen kann, und 25 folgenden Beschreibung und der Zeichnung mit dem
zum anderen die Vorbereitung, Durchführung und Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels hervor.
Auswertung nur eines einzigen Rechendurchlaufs in Ausgehend von dem allgemeinen Aufbau eines
der Regel Stunden erfordert (Elektronische Rechen- Flugzeugbordnetzes bzw. eines Ausschnittes desanlagen
2 [1960], H. 2, S. 75 bis 84). selben, wie es in dem Blockschaltbild am Beispiel
Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einer Ein- 3° eines Frequenznetzes dargestellt ist und das sich aus
richtung der eingangs genannten Art darin, daß die Generatoren 10, Generator-Schaltschützen 11, der
Mängel der bekannten Einrichtungen in einfacher Primärsammelschiene 12, der Sekundärsammel-
und vorteilhafter Weise beseitigt werden und eine schiene 13 und einer Sammelschienenkupplungsfunktionssichere
Überwachung elektrischer Bord- schalteinrichtung 14, ferner einer Einrichtung zur
netze sowie deren Steuerung im Fehlerfall zur Er- 35 Reserveeinspeisung 15 mit deren Schalteinrichtung 16
höhung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems ge- zusammensetzt. Der Stromwandler ist mit 17 und der
schaffen wird. Strommeßpunkt mit 19 bezeichnet, während die Dies wird erfindungsgemäß durch Wandler zur di- Spannungsmeßpunkte mit 18 bezeichnet sind. Mit
rekten Entnahme des Stromes an den Stromerzeugern 10 α ist die generell in jedem Generator enthaltene
und der Spannungen an den Hauptsammeischienen, 40 Schutz- und Regeleinrichtung bezeichnet,
ferner durch eine Adaptionseinrichtung, die die ent- Die benötigten Meßgrößen, wie beispielsweise
nommenen Spannungen und Ströme in definierte Ein- Generatorspannungen, Verbraucherspannungen oder
gangsgrößen für nachgeschaltete Meßwertwandler für Sammelschienenspannungen, werden in einer Adapdie
Bildung schaltungseinheitlicher Normsignale tionseinrichtung 20 und in einem Meßwertwandler 30
transformiert, welchen Meßwertwandlern eine Be- 45 in Einheitsgrößen umgeformt und in einer Bewerwertungseinheit
nachgeschaltet ist, die das Über- tungseinheit 40 mit einstellbaren Schwellwerten aus
schreiten einstellbarer Schwellwerte durch Abgabe 41 verglichen und Grenzwertüberschreitungen als
logischer Signale (Ja-Nein) anzeigt und einer logi- binäres Signal einer Verarbeitungseinheit 50 zugeschen
Verarbeitungseinheit zuführt, derart, daß diese führt.is, which an active intervention - can bring about further advantages of the invention from the fraction of a second - and the following description and the drawing with the other the preparation, implementation and block diagram of an embodiment.
Evaluation of only a single computation run based on the general structure of one of the hours that usually takes (electronic computing aircraft on-board network or a section of the systems 2 [1960], no . 2, pp. 75 to 84). same as it is shown in the block diagram using the example The object of the invention is shown at an on 3 ° of a frequency network and the direction of the type mentioned is that the generators 10, generator contactors 11, the shortcomings of the known devices In a simple primary busbar 12, the secondary busbar and advantageously eliminated, and a busbar 13 and a busbar coupling functionally reliable monitoring of electrical on-board switching device 14, and also a device for networks and their control in the event of a fault for backup supply 15 with their switching device 16 increase reliability of the overall system. The current transformer is 17 and will manage. Current measuring point is denoted by 19, while the voltage measuring points are denoted by 18 according to the invention by converters for di- voltage measuring points. With the right withdrawal of the current at the power generators 10 α , the generally contained in each generator and the voltages on the main busbars, 40 protection and control device is referred to,
The required measured variables, such as voltages and currents taken into defined single-generator voltages, consumer voltages or input variables for downstream transducers for busbar voltages, are also transformed in an adapter into the formation of standard signals that are uniform in the circuit and transformed into a transducer 30, which transducers a load 45 is converted into unit sizes and connected downstream in an evaluation unit, which compares the evaluation unit 40 with adjustable threshold values from adjustable threshold values through output 41 and displays limit value violations as logical signals (yes-no) and a logical binary signal a processing unit 50 is supplied to processing unit so that this leads.
Signale durch logische Verknüpfungen (Und-Oder- 50 Im einzelnen werden die Meßgrößen nach folgen-Signals through logical links (And-Or- 50 In detail, the measured variables are according to the following
Nicht) einerseits zur Fehleranalyse in der Verarbei- den Kriterien untersucht:Not) examined on the one hand for error analysis in the processing criteria:
tungseinheit dienen und andererseits unter Berück- r; _ r.serving unit and on the other hand, taking into account r; _ r .
sichtigung übergeordneter Gesichtspunkte — wie bei- ο ~ un — Δ η> Consideration of overriding aspects - as with- ο ~ u n - Δ η>
spielsweise der Verhinderung von Kurzschlußweiter- ^g = (Pn i ^ ^n) üt>er tsec, e.g. the prevention of short-circuit continuation- ^ g = (Pn i ^ ^ n) üt> er t sec ,
schaltung, d. h. die Beeinträchtigung gesunder Netz- 55 U0 <C Un, circuit, i.e. the impairment of healthy network 55 U 0 <CU n ,
teile durch Pendelschaltungen, ferner die Erkennung / ^. /n> divide by pendulum circuits, furthermore the recognition / ^. / n>
und Abschaltung einphasiger und zweiphasiger Span- XJ ^z TJ and disconnection of single-phase and two-phase voltage XJ ^ z TJ
nungsausfälle oder ganz allgemein die Verhinderung ha- τι°' voltage failures or, more generally, preventing HA τι ° '
von Fehlreaktionen der vorhandenen Überwachungs-, v ^ "' of incorrect reactions of the existing monitoring, v ^ "'
Schutz- und Regeleinrichtungen aus Unkenntnis des 60 Hierbei istProtection and control equipment from ignorance of the 60 This is
Zustandes des Gesamtnetzes einschließlich der Gene- jjG = Generatorspannung,State of the overall network including the gene- jj G = generator voltage,
ratoren und die Ausschöpfung aller Möglichkeiten jj _ NennSpannun<*rators and the exhaustion of all possibilities yy _ N ennS pannun <*
zur optimalen Versorgung der Verbraucher - Aus- « τι ^'assene Nennspannungs-for the optimal supply of the consumer - τι ^ 'assene nominal voltage
gangssignale bilden, die in einer Schalteinheit m die n " V v, ro Form output signals that in a switching unit m the n " V v, ro
einzelnen Schaltbefehle für die nachgeordneten und 65 scnwaniomgen,individual switching commands for the subordinate and 65 scnwaniomgen,
vorhandenen partiell arbeitenden Systeme, wie Über- Un = Netzspannung bzw. Sammelschienen-existing partially working systems, such as over- U n = mains voltage or busbar
wachungs-, Schutz- und Regeleinheiten, bzw. deren spannung,monitoring, protection and control units or their voltage,
Schaltorgane umgesetzt werden. Uv = Verbraucherspannung.Switching organs are implemented. U v = consumer voltage.
Mit den ausgewählten Kriterien ist einerseits eine Feststellung des ordnungsgemäßen Betnebszustandes (Generator in Betrieb und Generatorschaltung »Ein«) und andererseits eine eindeutige Analyse möglicher Netz- und Generatorfehler hinsichtlich Fehlerart und Richtung, in der der Fehler zu suchen ist, möglich.The selected criteria are, on the one hand, a determination of the proper operational status (Generator in operation and generator switching »On«) and, on the other hand, a clear analysis is more possible Mains and generator faults with regard to the type of fault and the direction in which the fault is to be sought are possible.
Die Erfassung der ausgewählten Kriterien ermöglicht die eindeutige Analyse der Fehlerfälle, bei denen bisherige Schutzeinrichtungen einen Teil oder den Totalausfall des elektrischen Netzes verursachen wurden und ein. Eingreifen der neuen Überwachungseinrichtung unbedingt erforderlich ist. Es ist nun die Aufgabe der Bewertungseinheit 40, in Form von »Ja-Nein«-Entscheidungen festzustellen, wo welche Grenzwerte überschritten worden sind. Dies wird der nachgeschalteten Verarbeitungseinheit 50 mitgeteilt und versetzt diese damit in die Lage, die bereits beschriebene Analyse des Fehlerfalles vorzunehmen und die nötigen Maßnahmen zur optimalen Ausnutzung der entstandenen Netzsituationen zu treffen. Darunter fallen z. B.:The recording of the selected criteria enables a clear analysis of the error cases in which previous protective devices caused part or total failure of the electrical network and a. Intervention of the new monitoring device is absolutely necessary. It is now that Task of evaluation unit 40, in the form of “yes-no” decisions, to determine which ones where Limit values have been exceeded. This is communicated to the downstream processing unit 50 and enables them to carry out the analysis of the error case already described and to take the necessary measures for optimal utilization of the resulting network situations. These include B .:
a) die Zuschaltung der Reserveeinspeisung bzw. deren Zulassung oder Einleitung der Zuschaltung, a) the connection of the reserve feed-in or its approval or initiation of connection,
b) die erneute Zuschaltung des Generators,b) the renewed connection of the generator,
c) die selektive Abschaltung von Großverbrauchern und/oder der Sekundärsammelschiene,c) the selective disconnection of large consumers and / or the secondary busbar,
ίο d) Abschaltung und Entregung des Generators,
e) Stillegung des Netzes oder Netzteils, wenn keine Versorgung der Verbraucher mehr möglich ist.
Die von der Verarbeitungseinheit 50 gewählten Maßnahmen werden in einer Schalteinheit 60 in Befehle
umgesetzt, die den Schalteinrichtungen 11, 14, 16 des Netzes bzw. Netzteils in entsprechender Form,
beispielsweise in bezug auf die Häufigkeit, zugeführt werden.ίο d) shutdown and de-excitation of the generator,
e) Shutdown of the network or power supply unit when it is no longer possible to supply the consumers. The measures selected by the processing unit 50 are converted into commands in a switching unit 60, which are supplied to the switching devices 11, 14, 16 of the network or power supply unit in a corresponding form, for example with regard to frequency.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
weiterschaltung, d. h. die Beeinträchtigung ge- In den Fällen der Pendelschaltungen im Variabel-1. Device for the additional, the forehand network, the disadvantages that have occurred up to now are shown and explained on the higher-level protective devices. If, for example, the monitoring of on-board electrical systems as well as the generator-fed consumer power supply units short-term - the interaction of individual power supply units is resolved, the associated control, which is still fully radio-influencing, in the event of a fault, is capable of functioning generator through undervoltage protection identified by a converter (17 ) to be switched off and the faulty network switched over to drawing the electricity directly from the reserve network assigned to it. In or generate (10) and the voltages on the io two-phase voltage failures in the consumer network main busbars (12,13), furthermore in this case neither are detected nor eliminated by an adaptation device (20), which takes the taken, but this is special in a fixed-frequency network Voltages and currents in defined input - serious, because vital consumer sizes for downstream transducers (30) in these cases have a very dangerous error behavior for the formation of uniform standard 15. An error progression, as it is transformed in the case of signals, which transducers of a network short circuit to the reserve feed (30) is followed by an evaluation unit (40) or their power supply, can be difficult, however, which have serious consequences if adjustable thresholds are exceeded. For example, values can be achieved by outputting logical signals (yes-no), among other things, in the event of a short circuit in a and a logical processing unit 20 variable frequency network, in which the error between (50) has been supplied so far, in such a way that these signals can be seen through the two feeding generators and logical links (and-or-not) are switched on and thus both variable network parts are used for error analysis in the processing unit with any additional emergency (50) that may be present and, on the other hand, are periodically de-energized, taking into account superordinate aspects - as with - 25 contactors each switch the surge short-circuit current, for example to prevent short-circuits - welding of the switching contacts occurs,
further switching, i.e. the impairment in the cases of pendulum switching in variable
Netzteile unbedingt der Vorrang gegeben werden. 65 Weiterhin ist eine Einrichtung zur Kurzschlußfort-Bisher wurde nicht versucht, die Möglichkeiten der schaltung mit überlagertem Selektivschutz aus der Versorgung eines elektrischen Bordnetzes im Falle deutschen Patentschrift 903 838 bekanntgeworden, eines aufgetretenen Fehlers voll auszuschöpfen. Die bei der das Arbeiten aller SelektivschutzeinrichtungenThe invention relates to a device serving generator at least one feed line to the additional, the existing protection device, which feeds each consumer group, is assigned to superordinate monitoring of electrical with each feed line via a current limit on-board network - preferably from air and room power switch or a fuse to the vehicle - as well as to - the interaction 55 assigned and influencing each of the individual power supply units to be fed - control in the consumer groups or the partial faults assigned to them. ■ busbars are connected. In this general, the focus of the conceptual facility has been on the reliability of the conception of protective devices, the value maintenance system passively through linear redundant construction of parts of a network and only in the second 60 tially fixed, but it is not possible here for one line the maintenance of consumer supply. In an aircraft, for example, however, the higher-level activation of a monitoring system with regard to the flight safety of the supply unit must be actively established without a passive constructive consumer being present to protect individual redundancies.
Power supplies must be given priority. 65 Furthermore, a device for short circuit continuation has not yet been attempted to fully exploit the possibilities of the circuit with superimposed selective protection from the supply of an on-board electrical system in the case of German patent specification 903 838. The work of all selective protection devices
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