DE2039779A1 - Verfahren zum unterbrechungsfreien Umschalten eines Verbrauchers von einem Stromversorgungsaggregat auf ein Bereitschaftsnetz oder ein Ersatzaggregat - Google Patents

Description

• "Verfahren zum unterbrechungsfreien Umschalten eines Verbrauchers von einem Stromversorgungsaggregat auf ein Bereitschaftsnetz oder ein Brsatzaggregat" (Zusatzanmeldung zu P 17 65 zu270.;) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum uiiterbrechuns freien Umschalten eines Verbrauchers von einem Stromversorgungsaggregat auf ein Bereitschaftsnetz oder Ersatzaggregat, angewandt bei Versorgungsstromkreisen, in welchen zwischen dem Stromversorgungsaggregat bzw. dem Bereitschaftsnetz oder dem Ersatzaggregat und dem Verbraucher Schaltglieder angel ordnet sind.
• Nach diesem Verfahren wird bei einer Störung Störung des Stromversorgungsaggregates die Verbraucherspannung mittels eines dem Stromversorgungsaggregat nachgeschalteten Energiespeichers für eine gewisse Zeit aufrechterhalten, ferner wird bei WechseSstromversorgungsaalagen das Stromversorgunwgsaggregat durch eine Gleichlaufeinrichtung ständig im Gleichlauf mit dem Bereitschaftsnetz oder dem Ersatzaggregat gehalten und beim Auftreten einer Störung wird das Umschalten des Verbrauchers von oberwachungsorganen des Aggregates ausgelöst und so durchgeführt, daß ein Schaltschütz oder ein elektronischer Schalter, der im Stromkreis des Bereitschaftsnetzies oder des Ersatzaggregates liegt, beim Ansprechen eines der Überwachungsorgane des Stromversorgungsaggregates eingeschaltet und ein Schaltschütz oder ein elektronischer Schalter, der im Versorgungsstromkreis des Aggregates liegt, verzögert innerhalb der Wirkungedauer des Speichers geöffnet wird.
• Bei einer Störung des Stromversorgungsaggregates wird dadurch ein schnelles Umschalten des Verbrauchers an ein Bereitschaftsnetz oder ein Ersatzaggregat ermöglicht. Nach Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft des gestörten Aggregates ist dadurch ebenso ein sehr schnelles Zurückschalten des Verbrauchers an das wieder betriebsbereite Aggregat möglich. Damit beim Schalten des Verbrauchers von einem Bereitschaftsnetz auf das wieder betriebsfähige Aggregat die Verbraucherspannung nicht unzulässig weit absinkt, wird bei dem Zurückschalten gleichzeitig mit dem Schließen des Schaltschützes des Aggregates ein Zusatzbelastungswiderstand zwischen Bereitschaftsnetz und Verbraucher zugeschaltet und anschließend im Minimum des abklingenden Stromes aus dem Bereitschaftsnetz der im Stromkreis dieses Netzes liegende elektronische Schalter bei einem Nulldurchgang des Stromes geöffnet.
• Das unterbrechungsfreie Umschalten des Verbrauchers erfolgt nach diesem Verfahren bei Störungen, die zu einem Ausfall oder zu einem unerwünscht starken Absinken der Verbraucherspannung führen würden. Seine Verwendung für die Stromversorgung von Anlagen zur elektronischen Datenverarbeitung sowie auch von öffentlichen Nachrichtenzentralen ist daher von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Bei der Stromversorgung solcher wie auch anderer Anlagen kann es jedoch auch vorkommen, daß die Verbraucherstromstärke infolge einer Last schwankung über einen höchstzulässigen Wert, z. B. infolge von Einschaltstromstößen, ansteigt, oder daß bei einem unter mehreren angeschlossenen Verbrauchern ein Kurzschluß auftritt, so daß die Verbraucherspannung unerwünscht stark absinkt.
• Um nun eine Stronversorgungsanlage gegen derartige Stromerhöhungen zu sichern und die dadurch hervorgerufenen dynamischen Spannungsabweichungen zu vermeiden, wird gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagen, daß bei Anlagen mit einem Bereitschaftsnetz unter Verwendung eines den Verbraucherstrom überwachenden unverzögerten Stromwächters beim Überschreiten einer wählbaren Verbraucherstromstärke ein Uberwachungsorgan des Stromversorgungsaggregates durch ein Signal des Stromwächters zum Ansprechen gebracht und der elektronische Schalter, der im Stromkreis des Bereitschaftsnetzes liegt, geschlossen wird, und nach dem Schliessen des elektronischen Schalters das Schalt schütz oder der elektronische Schalter, der im Stromkreis des Stromaggregates liegt, geöffnet wird, und daß auf ein beim Wiedererreichen der wählbaren Verbraucherstromstärke an ein Uberwachungsorgan des Stromversorgungsaggregates geleitetes Signal dieser Umschaltvorgang in der umgekehrten Reihenfolge abläuft.
• Nach diesem Verfahren wird also der Verbraucher bei einem tberstrom auf ein spannungskonstantes Netz umgeschaltet und schließlich auf das Stromversorgungsaggregat dann wieder zurückgeschaltet, sobald der überstrom abgeklungen ist. Kommt es hingegen zu einem teilweisen Eurzschluß im Verbraucher, so kann das starre Bereitschaftsnetz eine oder mehrere auf diesen Kurzschluß ansprechende Stromsicherungen sehr schnell durchbrennen, und es kann dann der Verbraucher entsprechend schnell wieder auf das Stromversorgungsaggregat zurückgeschaltet werden.
• Es wird entsprechend einer weiteren Ausbildung der Erfindung noch vorgeschlagen, nach dem Schließen des im Stromkreis des Bereitschaftsnetzes liegenden elektronischen Schalters das Öffnen des im Stromkreis des Stromvers orgungs aggregates liegenden elektronischen Schalters oder eines in demselben Stromkreis liegenden Schaltschützes so lange zu verzögern, daß diese Schaltglieder bei einem nur vorübergehend auftretenden Uberstrom nicht geöffnet werden. Diese Verfahrensweise kommt in Betracht, wenn z. B. nur während einer halben Periode der Versorgungsspannung ein vorübergehender Überstrom auftritt.
• Anhand der Zeichnung wird im folgenden die Erfindung noch kurz näher erläutert. In der Zeichnung ist das Blockschaltbild einer Wechselstromversorgungsanlage mit einem Thyristorwechselrichter 1 und einem Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 als Ausführungsbeispiel dargestellt. Am hyristorwechselrichter 1 sind am Ausgang ein Energiespeicher 4, ein Schaltschütz 8 und ein elektronischer Schalter 9 nachgeschaltet. Der elektronische Schalter 9 ist ein statischer Wechselstromschalter, bestehend aus zwei antiparallelgeschalteten Thyristoren. Am Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 sind ein geschlossenes Schaltschütz 11 und ein wie der elektronische Schalter 9 ausgeführter Schalter 7 nachgeschaltet. Thyristorwechselrichter 1 und Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 sind mit Hilfe dieser Schaltglieder an eine Sammelschiene 5 schaltbar, an welcher eine oder mehrere Verbraucher 2 angeschlossen sind. flit Hilfe eines unverzögerten Stromwächters 6' wird die Verbraucherstromstärke überwacht. Der Thyristorwechselrichter 1 wird mittels einer Gleichlaufeinrichtung 5 mit dem Netz 2 im Gleichlauf gehalten. Ferner wird der Dhyristorwechseirichter 1 durch Überwachungsorgane 6 auf Störungen überwacht, die zu einem Ausfallen oder Absinken der Wechselrichterspannung führen können. Des weiteren wird die Stromversorgung des Thyristorwechselrichters 1 und die Wechselrichterspannung am Ausgang des Energiespeichers 4 überwacht. Durch ein gesondertes Überwachungsorgan 10 wird auch die Gleichlaufeinrichtung auf Störungen über=-wacht.
• Eine Störung des Thyristorwechselrichters 1 wird durch die Überwachungsorgane 6 so fruhzeitig erfaßt, daß das dadurch ausgelöste Umschalten des Verbrauchers 3 auf das Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 noch vor einem merklichen Absinken der im Energiespeicher 4 gespeicherten Versorgungsspanaung beendet wird. Das Umschalten wird durch einen Schließbefehl der Überwachungsorgane 6 an den elektronischen Schalter 7 in Form von Zündimpulsen an die Thyristoren des elektronischen Schalters 7 eingeleitet Dadurch wird zunächst das Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 dem Verbraucher 3 zugeschaltet, denn es befindet sich das Schaltschütz 11 im geschlossenen Zustand. Kurze Zeit später und verzögert innerhalb der Wirkungsdauer des Energiespeichers wird lurch einen Öffnungsbefehl der Überwachungsorgane 6 an das Schaltschütz 8 oder an den elektronischen Schalter 9 der Verbraucher 3 vom Thyristorwecliselrichter 1 getrennt. Wird während der Stromversorgung des Verbrauchers 3 aus dem DhyS ristorwechselrichter 1 der Gleichlauf mit dem Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 gestört, so wird durch einen Öffnungebefehl aus dem Uberwachungsorgan 10 das Schaltschütz 11 geöffnet und damit eine zweifache Unterbrechung zwischen Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 und Verbraucher 3 hergestellt. Tritt nun zusätzlich eine Störung im Ehyristorwech° selrichter 1 auf, dann ist durch einen Schließbefehl aus den Uberwachungsorganen 6 an ein den elektronischen Schalter 7 und das Schaltschütz 11 überbrückendes Schaltschütz 12, der nach dem Öffnen des Schaltschützes 8 abgegeben sindf nur ein Umschalten des Verbrauchers 3 an das Wechselstrom-Bereitschaftsnetz 2 mit Unterbrechung der Versorgungsspannung möglich.
• Uberschreitet während der Stromversorgung des Verbrauchers 3 aus dem Thyristorwechselrichter 1 die Verbraucherstromstärke einen wählbaren Wert, so wird erfindungsgemäß diese Stromerhöhung durch den unverzögerten Stromwächter 6' erfaßt und an die Uberwachungsorgane 6 signalisiert. Mit dieser Signalisierung wird sodann der oben beschriebene Umschaltvorgang ausgelöst, bei dem die Verbraucherspannung unverändert bleibt. Es wird damit erreicht, daß der Thyristorwechselrichter 1 von dem erhöhten Verbraucherstrom entlastet wird, bei dem die Spannung des Thyristorwechselrichters 1 im Gegensatz zu der Spannung des starren Wechselstrom-Bereitschaftsnetzes 2 unerwünscht stark absinken würde. Des weiteren wird im Falle eines ttberstromes infolge teilweisen Kurzschlusses im Verbraucher 3 erreicht, daß das starre Netz 2 die Stromsicherung im kurzgeschlossenen Teil des Verbrauchers 3 sehr schnell durchschmilzt, so daß der tiberstrom auch entsprechend schnell verschwindet. Unterschreitet dann die Verbraucherstromstärke wieder den wählbaren Wert, so wird auf ein entsprechendes Signal des Stromwächters 6' an die oberwachungsorgane 6 das Zurückschalten des Verbrauchers 3 an den Thyristorwechselrichter 1 ausgelöst, das in der umgekehrten Reihenfolge des oben beschriebenen Umschaltvorganges erfolgt.
• Um bei einem nur vorübergehenden Überstrom ein vollständiges Umschalten des Verbrauchers 3 an das WechselstromTBereitschaftsnetz 2, d. h. ein Umschalten einschließlicn der Abtrennung des Thyristorwechselrichters 1 vom Verbraucher 3 zu vermeiden, wird erfindungsgemäß nach dem Schließbefehl an den elektronischen Schalter 7 der' Öffnungsbefehl an das Schaltschütz 8 oder den elektronischen Schalter 9 entsprechend verzögert, so daß diese Schaltglieder nicht geöffnet werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche.

   Verfahren zum unterbrechungsfreien Umschalten eines Verbrauchers mit einem Stromversorgungsaggregat auf ein Bereitschaftsnetz oder ein Ersatzaggregat beim Auftreten von Störungen im Sttomversorgungsaggregat, das darin besteht, daß mittels eines dem Stromversorgungsaggregat nachgeschalteten Energiespeichers, welcher aus an sich bekannten Stromkreiselementen besteht, die Verbraucherspannung bei einer Störung des Aggregates für eine gewisse Zeit aufrechterhalten wird, daß ferner bei Anlagen für Wechselstromversorgung das Stromversorgungsaggregat durch eine Gleichlaufeinrichtung ständig in Gleichlauf mit dem Bereitschaftsnetz oder dem Ersatzaggregat gehalten wird und daß beim Auftreten einer Störung das Umschalten des Verbrauchers von Ubetwachungsorganen des Aggregates ausgelöst und so durchgeführt wird, daß ein Schaltschütz oder ein elektronischer Schalter, der im Stromkreis des Bereitschaftsnetzes oder des Ersatzaggregates liegt, beim Ansprechen eines der Uberwachungsorgane des Stromversorgungsaggregates geschlossen und ein Schalt schütz oder ein elektronischer Schalter, die im Versorgungsstromkreis des Aggregates liegen, verzögert innerhalb der Wirkungsdauer des Speichers geöffnet wird, nach DBP .............

   (Patentanmeldung P 17 65 270.9), angewandt bei Stromversorgungsanlagen mit einem Bereitschaftsnetz unter Verwendung eines den Verbraucherstrom überwachenden Stromwächters, dadurch gekennzeichnet, daß beim Uberschreiten einer wählbaren Verbraucherstromstärke ein Uberwachungsorgan des Stromversorgungsaggregates durch ein Signal des Stromwächters zum Ansprechen gebracht und der elektronische Schalter, der im Stromkreis des Bereitschaftsnetzes liegt, geschlossen wird, und nach dem Schließen des elektronischen Schalters der elektronische Schalter oder das Schaltschütz, die im Stromkreis des Stromversorgungsaggregates liegen, geöffnet wird, und daß auf ein beim Wiedererreichen der wählbaren Verbraucherstromstärke an ein Uberwachungsorgan des Stromversorgungsaggregates geleitetes Signal dieser Umschaltvorgang in der umgekehrten Reihenfolge abläuft.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schließen des im Stromkreis des Bereitschaftsnetzes liegenden elektronischen Schalters das Öffnen des im Stromkreis des Stromversorgungsaggregates liegenden elektronischen Schalters oder eines in demselben Stromkreis liegenden Schaltschützes so lange verzögert wird, daß diese Schaltglieder bei einem nur vorübergehend auftretenden überstrom nicht geöffnet werden.

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