DE2224425B2 - Verfahren zum unterbrechungsfreien automatischen Umschalten von Verbrauchern zwischen im Parallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten - Google Patents

Description

geben, bei dem das gestöne Aggregat durch eine- einfache Einrichtung feststellbar ist und bei dem auch Verbraucher, für die eine konstante Spannungshaltung beim Umschalten nicht erforderlich ist, neben solchen, für die eine konstante Spannungshaltung notwendig ist, an der Verbraucherschiene in Betrieb seii; können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgc-mäß dadurch gelöst, daß alle an der Stromversorgung der Verbraucher beteiligten Stromversorgungsaggregate infolge einer Störung eines der Aggregate beim Umschalten der Verbraucher an das Bereiischaftsnetz außer Betrieb gesetzt werde.-,, daß, bei für gleichgroße Anteile der Verbrauchergesamtleistung bemessenen Aggregaten, die eine konstante Spannungshaltung nicht erfordernden Verbraucher mittels einer Verbraucher-Auswählschait- ^inrichtung automatisch von der Verbraucherschiene getrennt und an das Bereitschaftsnetz geschaltet werden, daß sodann diese Stromversorgungsaggregate nacheinander wieder in Betrieb genommen und mittels einer Prüfeinrichtung auf Betrieb<>fähigl:;it untersucht werden, wobei das gestöne Aggregat festgestellt und Jessen Trennung von der Verbraucherschiene ge-Iteuert wird, und daß schließlich die eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher mittels <les elektronischen Schalters wieder an die intakten Stromversorgungsaggregate zurückgeschaltet werden.

Die Erfindung ist dadurch weiter ausgebildet, daß Stromversorgungsaggregate verwendet sind, die lei-Stungsmäßig einzeln an die Gcsamtleistungsaufnahme der eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher angepaßt sind.

Ferner ist die Erfindung ausgestaltet einmal durch die Verwendung einer aus jeweils zwischen der Verbraucherschiene und den eine konstante Spannungshaltung nicht erfordernden Verbrauchern angeordneten Schaltschüizkombinationen bestehenden Verbraucher-Auswählschalteinrichtung und des weiteren durch die Verwendung einer Prüfeinrichtung, bestehend aus einem Überwachungsorgan, das über Meldeleitungen mit den Abgängen der Stromversorgungsaggregate und über Stcuerleitungen mit den Steuereinheiten sowie mit dem elektronischen Schalter über eine Steucr- und Überwachungseinheit verbunden ist.

Die durch die Erfindung erziehen Vorteile bestehen darin, daß bei diesem Umschaltverfahren manuelle Eingriffe, wie beispielsweise das oben erläuterte Zurückschalten von Hand, nicht erforderlich sind. In einem Störungsfall sind die Verbraucher niemals für längere Zeit an das Bereitschaftsnetz geschaltet. Der wesentliche durch die Erfindung erzielte Vorteil wird darin gesehen, daß die Störungsüberwachung der Aggregate und das Auswählen der Verbraucher bei d^m Umschalten der Verbraucher automatisch mitgesieuerl sind und daß das unterbrechungsfreie Schalten der eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher dadurch aber nicht beeinträchtigt wird. Durch diese automatisch mitgesteuerten Vorgänge können die hinsichtlich der Spannungshahung kritischen und nicht kritischen Verbraucher selektiert und getrennt an die intakten Aggregate bzw. an das Bereitschaftsnetz geschaltet werden, bei Halblastparallelbetricb auch dann, wenn bei Störung oder beim Ausfallen mehrerer Aggregate wenigstens ein Aggregat intakt bleibt.

Es wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und ;>.uf die Zeichnung Bezug ge-

In der Zeichnung ist eine Schallungsanordnung zum unterbrechungsfreien automatischen Umschalten von vier unterschiedlichen Verbrauchern zwischen zwei im Parallelbetrieb arbeitenden Wechselrichtern 1 und 2 bei Störung eines dieser Wechselrichter dargestellt. Es₍ sind zwei Verbraucherpaare 5 und 6 an einer Verbraucherschiene 7 parallel geschaltet, von welchen das Paar 5 eine konstante Spannungshahung erfordert, das Paar 6 hingegen nicht. Den Wechselrichtern 1 und 2 sind in bekannter Weise je ein Energiespeicher Ii, 2Ϊ und ein mechanisches Schaltschütz 12. 22 nachgeschalte;. Die Wechselrichter sind mittcL der Schütze 12 und 22 an die Verbraucherschiene 7 schaltbar, und mittels eines elektronischen Schalters 8 ist die Verbraucherschiene an ein Bereitschaftsnciz ,V schaltbar. Es ist ferner eine Gleichlaufeinrichtung " verbunden, mn der die

'5 Wechselrichter 1, 2 mit dem Bereitschaftsnetz N synchronisiert werden. Für diese Wechselrichter sind zwei Steuereinheiten 13, 23 vorhanden, welche mit der Einrichtung 9 in Verbindung stehen. Des weiteren ist die Schaltungsanordnung mit einer Verbraucher-Auswählschalteinrichtung 10 vorgesehen, die in dem hier beschriebenen Ausführungsbcispiel aus zwei den Verbrauchern 6, die eine konstante Spannungshahung. etwa bei Versorgung aus einem in der Spannung schwankenden Bereitschaftsnetz nicht erfordern, ein-

²S zein vorangeschalteten Kombinationen je zweier gegenseitig verriegelter, überlappend schaltender, mechanischer "Schaltschütze 101, 102, 103. 104 besteht. Die Schütze 101 und 103 sind zwischen den Verbrauchern 6 und der Verbraucherschiene 7 angeordnet, die Schütze 102 und iO4 zwischen den Verbrauchern 6 und dem Bereitschaftsnetz N. Mittels dieser Verbraucher-Auswählschalteinrichtung können von den infolge einer Wechselrichterstörung vorübergehend durch den elektronischen Schalter 8 an das Bereitschaftsnetz /V geschalteten Verbrauchern 5 und 6 noch vor dem Zurückschalten an die intakten Wechselrichter die Verbraucher b unterbrechungsfrei und fest an das Net/ ,V umgeschaltet werden. Gesteuert wird die .Schalteinrichtung 10 von einer gesonderten Steuereinheit 17, die mit dem elektronischen Schalter 8 verriegeln i*·' Schließlich enthält die Schaltungsanordnung noch eine Einrichtung zum Prüfen und Selektieren für die Wechselrichter 1 und 2, bestehend aus einem Block 16, der über Melde- und Steuerleitungen mit den Abgängen bzw. den Steuereinheiten der Wechselrichter sowie ferner mit einem Überwachungsorgan 18 zur Störungserfassung bei den Wechselrichtern und zur Steuerung des Schalters 8 verbunden ist. In der Zeichnung sind diese Leitungen einfach durch Wirkungslinien dargestellt und durch ausgefüllte Pfeilspitzen als Steuerleitungen, durch nicht ausgefüllte Pfeilspitzen als Meldeleitungen gekennzeichnet. Entsprechend ist das Organ 18 über Meldelcitungen mit den Wechselrichterabgängen, dem Organ 16 und dem Schalter 8 sowie über Steuerleitungen mit den Organen 12, 22. 13, 23, 16, 17 und 8 verbunden.

Das Umschaltverfahren nach der Erfindung läuft bei dieser Schaltungsanordnung wie folgt ab.

Es sei angenommen, daß die beiden im Vollastbe-

trieb, d. h. mit je 50% der für sämtliche Verbraucher erforderlichen Leistung, arbeitenden Wechselrichter 1 und 2 über ihre nachgeschalteten Energiespeicher 11. 21 und die geschlossenen Schaltschütze 12. 22 über die Verbraucherschiene 7 die Verbraucher 5 und 6 einspci-

sen und daß nun der Wechselrichter ! infolge einer Störung ausfällt. Diese Störung wird dann über die Meldeleitung durch das Organ 18 registriert, und es werden daraufhin mittels der Steuerleitungen zu den

Steuereinheiten 13, 23 und den Schallschützen 12, 22 geleiteter Signale die Wechselrichter außer Betrieb gesetzt und die Abgänge der Wechselrichter unterbrochen.

Gleichzeitig wird mittels eines über eine Stcucrlcitung zum elektronischen Schalter 8 geleiteten Schließsignals der Schalter 8 geschlossen, und es werden dadurch die Verbraucher 5, 6 unterbrechungsfrei an das Bereitschaftsnetz N umgeschaltet. Bei dem Schließsignal für den Schalter 8 steht am Organ 18 die Störungsmeldung noch an und wird auch an die Steuereinheit 17 weitergeleitet, so daß dieselbe durch die zwei und nur durch zwei gleichzeitig anstehenden Signale zur Betätigung der Verbraucher-Auswählschalteinrichtung aktiviert wird. Dadurch werden die Schützkombinationen 101, 102 und 103, 104 umgeschaltet und somit die Verbraucher 6 von der Verbraucherschiene 7 getrennt und ohne Unterbrechung der Versorgungsspannung fest an das Bereitschaftsnetz N geschaltet. Mit dem Schlicßsignal an den Schalter 8 wird aus dem Organ 18 ein Steuersignal an den Block 16 gegeben, u,nd es werden die Wechselrichter 1 und 2 durch Signale des Blocks 16 über Steuerleitungen nacheinander wieder in Betrieb gesetzt und der Betrieb der Wechselrichter durch Block 16 selbst über die Meideleitungen überwacht. Es wird hierdurch die Störung des Wechselrichters 1 erneut festgestellt und daraufhin dieser Wechselrichter verriegelt, d.h. es wird der Wechselrichter wieder abgeschaltet. Der intakte Wechselrichter 2 bleibt in Betrieb. Das Zurückschalten der Verbraucher 5 an die intakten Wechselrichter kann nun automatisch durch ein Freigabesignal des Blocks 16 an das Organ 18 ausgelöst werden. Mit dem Öffnen des Schalters 8 durch ein Öffnungssignal des Organs 18 werden die Verbraucher 5, die eine konstante Spannungshaltung erfordern, unterbrechungsfrei vom Bereitschaftsnetz an den intakten Wechselrichter 2 zurückgeschaltet. Dieser speist nun die Verbraucher 5, die 50% der Gcsamtlast darstellen, mit unveränderter Leistung ein. Damit ist der Umschaltvorgang beendet.

Das beschriebene Umschaltvcrfahrcn ist in gleicherweise bei mit Halblast arbeitenden Wechselrichtern 1 und 2 durchführbar, eine Verbrauchcr-Auswähleinrichtung 17. 10 ist hierbei aber nicht erforderlich. Für eine Anordnung mit im Vollastparallclbctrieb arbeitenden Wechselrichtern, an der Verbraucher betrieben werden, die zum Teil eine konstante Spannungshaltung erfordern, ist hingegen eine Verbraucher-Auswähleinrichtung wie oben beschrieben notwendig. Neben der zugehörigen Steuereinheit 17 wird man hierzu eine elektronische Überwachungseinrichtung zur Erfassung der gesamten Verbraucherlast verwenden, mit der die eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher zur Stromversorgung aus den intakten Wechselrichtern mit einer Gesamtlast entsprechend der Gesamtleistung dieser Wechselrichter ausgewählt werden können. Es kann auch in der umgekehrten Reihenfolge halbautomatisch gesteuert werden, damit die Verbraucher nach Beseitigung der Störungsursache beim ausgefallenen Wechselrichter vom intakten Wechselrichter über das Bereitschaftsnetz an beide im Parallelbetrieb arbeitende Wechselrichter zurückgeschaltet werden können. Dieses Zurückschalten wird man in der Regel von Hand mittels des elektronischen Schallers 8, gesteuert durch das Organ 18, durchführen.

Abschließend sei hier noch bemerkt, daß das Umschaltverfahren nach der Erfindung in der beschriebenen Weise auch bei Anlagen mit im Parallelbetrieb arbeitenden Gieichstromversorgungsaggregnten und mit einem Bereitschafts-Gleichstromnetz anwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahrer, zum unterbrechungsfreien automatischen Umschalten von an eine Verbraucherschiene geschalteten, zum Teil eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbrauchern zwischen im Parallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten bei Störung eines der Aggregate, unter Verwendung den einzelnen Aggregaten nachgeschaltcter energiespeicher und Sehaiischütz'e sowie einer Einrichtung zur Erfassung von Störungen, bei Wechselstromversorgungsaggregaten ferner unter Verwendung einer Einrichtung, mit der diese Aggregate mit einem Bereitschaftsnetz synchronisiert werden, bei welchem Verfahren im Störungsfall die Verbraucher mittels eines elektronischen Schalters vorübergehend an das Bereitschaftsnetz geschaltet werden und nach Trennung des gestörten Aggregates von eier Verbraucherschiene mit Hilfe des nachgeschalteten Schallschutzes mittels des elektronijchen Schalters wieder an die intakten Aggregate »urückgeschaltet werden, dadurch gekennt e i c h η e t. daß alle an der Stromversorgung der Verbraucher (5, 6) beteiligten Stromversorgungsaggregate (1, 2) infolge einer Störung eines der Aggregate beim Umschalten der Verbraucher an das Bereitschaftsnetz (N) außer Betrieb gesetzt werden. «laß, bei für gleichgroße Anteile der Verbrauchcrge- »amtleistung bemessenen Aggregaten (1 und 2), die eine konstante Spannungshaltung nicht erfordernden Verbraucher (b) mittels einer Verbraucher-Aus-Wählschalteinrichtung (10) automatisch von der Verbraucherschiene (7) getrennt >ind an das Bereitfchaftsnetz (N) geschaltet werden, daß sodann die Stromversorgungsaggregate (1. 2) nacheinander wieder in Betrieb genommen und mittels einer Prüfeinrichtung (16) auf Betriebsfähigkeil untersucht werden, wobei das gestörte Agg. egat festgestellt und dessen Trennung von der Verbraucherschiene (7) gesteuert wird, und daß schließlich die eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher (5) mittels des elektronischen Schalters 8 wieder an die intakten Stromversorgungsaggregate zurückgeschaltet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von leistungsmäßig einzeln an die Gesamtleistungsaufnahme der eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher (5) angepaßten Stromversorgungsaggregaten (1 und 2).

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer aus jeweils zwischen der Verbraucherschiene (7) und den eine konstante Spannungshaltung nicht erfordernden Verbrauchern (6) angeordneten Schaltschülzkombinationcn (101, 102; 103. 104) bestehenden Verbraucher-Auswählschalteinrichtung.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Prüfeinrichtung, bestehend aus einem Überwachungsc ^rgan (16), das über Meldeleitungen mit den Abgängen der Stromversorgungssggregate (1, 2) und über Steuerleitungen mit den Steuereinheiten (13. 23) sowie mit dem elektronischen Schalter (8) über eine Steuer- und Überwachungseinheit (18) verbunden ist. ⁶S

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum unterbrcchungsfreien automatischen Umschalten von an eine Verbraucherschiene geschalteten, zum Teil eine konstante Spannungshaitung erfordernden Verbrauchern zwischen im Parallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten bei Störung eines der Aggregate, unter Verwendung den einzelnen Aggregaten nachgeschalteter -Energiespeicher und Schaltschütze sowie einei Einrichtung zur Erfassung von Störungen, bei Wechselstromversorgungsaggregaien ferner unter Verwendung einer Einrichtung, mit der diese Aggregate mit einem Bereitschaftsnetz synchronisiert werden, bei welchem Verfahren im Störungsfall die Verbraucher mittels eines elektronischen Schalters vorübergehend an das Bereitschaftsnetz gesrhnltrt werden und nach Trennung des gestörten Aggregates von der Verbraucherschiene mit Hilfe des nachgeschalteten Schallschützes mittels des elektronischen Schalters wieder v,r, die intakten Aggregate zurückgeschaltet werden.

Fs ist ein entsprechendes Umschaliverfahren für an mindestens zwei im Parallelbetrieb arbeitende Stromversorgungsaggregate angeschlossene Verbrauther in der DT-PS 19 35 206 beschrieben, das zur Verbesserung der Spannungskonstanz der Verbraucher im FaIkeines infolge einer Störung bei einem Aggregat erforderlichen Umschaltens der Verbraucher auf das oder die intakten Aggregate vorgesehen isi. Hierbei sind Stromversorgungsaggregate verwendet, die im sogenannten HJblasiparallelbetrieb zusammenarbeiten: eine Betriebsart, für die jedes Aggregat mit einer dem Gesamtleistungsbedarf der Verbraucher angepaßten Leistung versehen wird. Fällt bei nur zwei im Parallelbetrieb mit jeweils der halben installierten Leistung zusammenarbeitenden Aggregaten ein Aggregat infolge einer Störung aus. so kann nach dem Umschalten der Verbraucher auf das noch intakte Aggregat der Gesamtleistungsbedarf aus diesem intakten Aggregat gedeckt werden. Bei dem beschriebenen Umschaltvcrfahren ist daher das Zurückschalten des Verbrauchers vom Bereitschaftsnetz auf das intakte Stromversorgungsaggregat'nicht nur automatisch, sondern auch in einem beliebigen Zeitpunkt von Hand möglich, und zwar mit bei konstanter Spannungshaltung an den Verbrauchern. Sind dagegen die im Parallelbetrieb zusammenarbeitenden Stromversorgungsaggregate jeweils nur für den halben Gesamtleistungsbedarf der Verbraucher ausgelegt (Vollastparallelbctrieb). so kann bei Ausfall eines Aggregates der Gesamtleistungsbedarf nicht aus dem intakten A.ggregat allein gedeckt werden. Ein Zurückschalten der Verbraucher vom Bereitschaftsnetz auf das intakte Aggregat erübrigt sich sonach, die Verbraucher müssen dann zum Teil ihren Leistungsbedarf aus dem Bereitschaftsnetz beziehen. Die Durchführung des bekannten Umschaltverfahrens erfordert für das Ermitteln d^s gestörten Aggregates und für ein automalisches Zurückschalten der Verbraucher auf die intakten Aggregate einen zusätzlichen Aufwand an Schall- und an Überwachungsmittcln. In der DT-PS 19 35 206 ist ausgeführt, daß hierzu einem jeden im Parallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregat ein elektronischer Schalter und ein Überwachungsorgan zugeordnet sein kann.

Fs liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum unterbvechungsfreien. automatischen Umschalten von Verbrauchern zwischen im iialblastwie auch im Vollastparallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten mittels nur eines elektroni sehen Schalters bei Störung eines der Aggregate anzu-