DE2224425C3 - Verfahren zum unterbrechungsfreien automatischen Umschalten von Verbrauchern zwischen im Parallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten - Google Patents

Description

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß alle an der Stromversorgung der Verbraucher beteiligten Stromvecsorgungsaggrcgate infolge einer Störung eines der Aggregate beim Umschalten der Verbraucher an das Boreitschaftsneiz außer Betrieb gesetzt werden, daß bei für gleichgroße Anteile der Verbrauchergcsamtleisuing bemessenen Aggregaten, die eine konstante Spannungshaltung nicht erfordernden Verbraucher mittels einer Verbraucher-Auswählsehalteinrichtung automatisch von der Verbrauchcrschienc geirenni und an das Bereitschaftsnet/ geschaltet werden, daß sodann diese Stromversorgungsaggregate nacheinander wieder in Betrieb genommen und mittels einer Prüfeinrichtung auf Betriebsfähigkeit untersucht werden, wobei das gestörte Aggregat festgestellt und dessen Trennung von der Verbraucherschiene gesteuert wird, und daß schließlich die eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher mittels des elektronischen Schalters wieder an die intakten Stromversorgungsaggregate zurückgeschaltet werden.

Die Erfindung ist dadurch weiter ausgebildet, daß SiiOinversorgungsaggrcgaie verwendet sind, die leistungsmäßig einzeln an die Gesamtlcistungsaufnahme 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 Schaltsehützkoinbinalionen bestehenden Vcrbraucher-Auswählschalteinrichiung und des weiteren durch die Verwendung einer Prüfeinrichtung, bestehend ans einem Überwacliungsorgan, das über Meldcleitungen mit den Abgängen der Stroniversorgungsaggregatc und über Steuerleitungen mit den Steuereinheiten sowie mit dem elektronischen Schalter über eine Steuer- und Überwachungseinheit verbunden ist.

Die durch dij Erfindung erzielten 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 dem Umschalten der Verbraucher automatisch mitgesteuert sind und daß das unterbrechungsfreic Schalten der eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher dadurch aber nicht beeinträchtigt wird. Durch diese automatisch mitgesteuerten Vorgänge können die hinsichtlich der Spannungshallung kritischen und nicht kritischen Verbraucher selektiert und getrennt an die intakten Aggregate bzw. an das Bcreitschaflsnetz geschaltet werden, bei Halblastparallelbetrieb auch dann, wenn bei Störung oder beim Ausfallen mehrerer Aggregate wenigstens ein Aggregat intakt bleibt.

Es wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und auf die Zeichnung Bezug genommen.

In der Zeichnung ist eine Schaltungsanordnung 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 eint konstante Spannungshaluing erfordert, das Paar 6 hingegen nicht. Den Wechselrichtern 1 und 2 sind in bekannter Weise je ein Energiespeicher H. 21 und ein mechanisches Schaltschütz 12, 22 nachgeschaltct. Die Wechselrichter sind mittels der Schütze 12 und 22 an die Verbraucherschiene 7 schahbar, und mittels eines elektronischen Schalters 8 ist die Verbraucherschiene an ein Bereitschaftsnetz N schaltbar. Es ist ferner eine Gleichlaufeinrichtung 9 vorhanden, mit 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 Vcrbraucher-Auswählschalteinrichtung 10 vorgesehen, die in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus zwei den Verbrauchern 6, die eine konstante .Spannungshaltung. etwa bei Versorgung aus einem in der Spannung sehwankenden Bereitschaftsnetz nicht erfordern, einzein 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 Verbraucherschienc 7 angeordnet, die Schütze 102 und 104 zwischen den Verbrauchern 6 und dem Bereitschaftsnetz N. Mittels dieser Vcrbrauchcr-Auswählschalteinrichtung können von den infolge einer Wcchselrichtcrstörung vorübergehend durch den elektronischen Schalter 8 an das Bereitschaftsnetz N geschalteten Verbrauchern 5 und 6 noch vor dem Zurückschalten an die intakten Wechselrichter die Verbraucher 6 unterbrechungsfrei und fest an das Netz N umgeschaltet werden. Gesteuert wird die Schalteinrichtung 10 von einer gesonderten Steuereinheit 17, die mit

dem elektronischen Schalter 8 verriegelt ist. Schließlich enthält die Schaltungsanordnung noch eine Einrichtung zum Prüfen una 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

^s° durch ausgefüllte Pfeilspitzen als Stcuerleitungen, durch nicht ausgefüllte Pfeilspitzen als Meldeleitungen gekennzeichnet. Entsprechend ist das Organ 18 über Meldelcilungen mit den Wechsclrichlcrabgängen. dem Organ 16 und dem Schalter 8 sowie über Steuerlcitun-

gen mit den Organen 12, 22, 13, 23, 16, 17 und 8 verbunden.

Das Umschaltverfahren nach der Erfindung läuft bei diener 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 einspei-

sen und daß nun der Wechselrichter 1 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 Schaltscliülzen 12, 22 geleiteter Signale die Wechselrichter außer Betrieb gesetzt und die Abgänge der Wechselrichter unterbrochen.

Gleichzeitig wird mittels eines über eine Steuerlei-Hing zum elektronischen Schalter 8 geleiteten Schließsignals tier Schalter 8 geschlossen, und es werden dadurch die Verbraucher 5, (> unlerbrechungsfrci an das UciciIsehaftsηct/. N umgeschaltet. Bei dem Schlicßsi gnal 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 Verbraueher-Auswiihlschalteinrichiung 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, und es werden die Wechselrichter 1 und 2 durch Signale des Blocks 16 über Steucrleitungen nacheinander wieder in Betrieb gesetzt und der Betrieb der Wechselrichter durch Block 16 selbst über die Meldcleitungen überwacht. Hs 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 in· takten 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 Gesamtlast darstellen, mit unveränderter Leistung ein. Damit isl der Umschalt Vorgang beendet.

Das beschriebene Umschallveilahien ist in gleicher Weise bei mil I laiblast arbeitenden Wechselrichtern I und 2 durchführbar, eine Verbraucher-Auswähleinrichtung 17, 10 isi hierbei aber nicht erforderlich. Tür eine Anordnung mil im Vollaslparallclbetrieb arbeitenden Wechselrichtern, an der Verbraucher betrieben werden, die zum Teil eine konstante Spannungshaltung erfordern, ist hingegen eine Verbraucher-Auswähleinrichiung wie oben beschrieben notwendig. Neben der zugehörigen Steuereinheit 17 wird man hierzu eine elektronische Überwachungseinrichtung zur !"[fassung der gesamten Vcrbraucheiiast verwenden, mit der die eine konstante Spannungshallung 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 Parallelbe trieb arbeitende Wechselrichter zurückgeschaltet werden können. Dieses Zurückschalten wird man in der Regel von Hand mittels des elektronischen Schalters 8 gesteuert durch das Organ 18, durchführen.

Abschließend sei hier noch bemerkt, daß das Umschaltvcrfahren nach der Erfindung in der beschriebenen Weise auch bei Anlagen mit im Parallelbetrieb arbeitenden Gleichstromversorgungsaggregatcn und mit einem Bcreitschafts-Glcichstromnetz anwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vciianreri zum Linicibit-ciiijuj'sitx-ic-ti aiii<iin;iu sehen Umschalten νυιι an eine Verbräm hei schiene geschalteten, /um Teil cine konstante Spaiinungs hallung erfordernden Verbrauchern /wischen üü Parallelbetrieb arbeitenden Stromveisoi guiigsag gregaten bei Störung eines der Aggie;:ale. unter Verwendung den ein/einen Aggregaten nachgc schalteter Hnergiespeicher und Schaltschui/c sowie einer Einrichtung /ur Erfassung von Störungen, bei Wechselst rom versor-gungsagg reg ;j te π I einer unter Verwendung einer Einrichtung, mit der diese Ag gregate mit einem Bereitschaitsnei/ synchronisiert <5 werden, bei welchem Verlahren im Siörungslall die Verbraucher mittels eines elektronischen Schalters vorübergehend an das ßercitschal'tsrtet/· geschaltet werden und nach Trennung des gestörten Aggregates von der Verbraucherschiene mil HiIIe des nach geschalteten Schallschutzes mittels des elekironi sehen Schalters wieder an die intakten Aggregate zurückgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß alle an der Stromversorgung der Verbraucher (5, 6) beteiligten St rom versorgungsaggregate (1, 2) infolge einer Störung eines der Aggregate beim Umschalten der Verbraucher an das Be reiischaftsnet/. (N) außer Hei rieb gesetzt werden, daß. bei für gleichgroße Anteile der Vcrbrauchergesamtleistung bemessenen Aggregaten (1 und 2), die eine konstante Spannungshaluing nicht erfordern den Verbraucher (6) miüc-ls einer VeTbraiicher-Aiiswahlschalteinrichtung (10) automatisch von der Verbraucherschiene (7) gel rennt und an das Bereit schaftsnet/ (N) geschaltet werden, daß sodann die Stromversorgungsaggregate (I. 2) nacheinander wieder in Betrieb genommen und mittels ..'iner Priileinrichtung (16) auf Betriebsfahigkeit untersuch; werden, wobei das gestörte Aggregat festgestellt und dessen Trennung von der Verbraucherschiene (7) gesteuert wird, und daß schließlich die eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraueher (5) mittels des elektronischen Schalters 8 wieder an die intakten Stromversorgungsaggregate zurückgeschaltet werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung von leislungsmäßig einzeln an die Gesamtleisiungsaufnahme der eine konstante Spannungshaltung erfordernden Verbraucher (5) angepaßten Siromversorgungsaggregaten (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 i-chaltschützkombinationen (ICU, 102; 103, 104) bestehenden Verbrauchei-Auswählschalteinrichlung.

4. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Prüfeinrichtung, bestehend aus einem Überwaehungsorgan (16), das über Meldeleitungen mit den Abgängen der Slromversorgungsaggregate (1, 2) und über Stciicrlcitungcn mit den Steuereinheiten (13, 2.3) sowie mit dem elektronischen Schalter (8) über eine Steuer- und llberwachungseinheit (18) verbunden ist.

Ij₁₁- CilmduMg bcinlli ein Verlahren zum untcrbreiluingslieieii automatischen Umschalten von an eiüe Vei-braucherschiene geschalt.len. zum Teil eine konsianu-Spui.iKii^.haliung ..-rf'Vd.-rnden Verbrauchen; /wischen im Parallelbetrieb arbeilenden Stroimersorgungsaggrcgalen bei Siorung eines der Aggregate, unter Verwendung den ein/einen Aggregaten nachgeschütteter Energiespeicher und Schaltschüt/e sowie einer Einrichtung zur Erfassung von Störungen, De₁ Wci.hselsiromversorgungsaggregaten ferner un'ci Verwendung einer Einrichtung, mit der diese Aggregate mit einem Hereitschaflsnetz synchronisier! werden. bei welchem Verfahren im Störungsfall die Verbraucher mittels eines elektronischen Schalters vorübergehend an das liereilsclK'llsnetz geschallet werden und nach Trennung des gestörten Aggregates von der Verbraucherschiene mit Hilfe des nachgeschaiteien Schalt- SVhIiIZC minds, des elektronischen Schalters wieder an die intakten Aggregate zurückgeschaltet werden.

Es ist ein entsprechendes Uimchallverfahren lür an mindesten'· zwei im Parallelbetrieb arbeitende Stromversorgungsaggregate angeschlossene Verbraucher in der I)T-PS 19 35 206 beschrieben, das zur Verbesserung der Spannungskonstanz der Verbraucher im laile eines infolge einer Störung bei einem Aggregat erforderlichen Umschalten der Verbraucher auf das oder (jie intakten Aggregate vorgesehen ist. Hierbei sind .Stromversorgungsaggregate verwendet, die im sogenannten Halblastparallelbetrieb zusammenarbeiten: eine Betriebsart, für die jedes Aggregat mit einer dem Gesamtleistungsbedarf der Verbraucher angepaßten Lcis'urig 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 Umschaltverfahren 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 (Vollastparallclbetrieb), so kann bei Ausfall eines Aggregates der Gesamtleistungsbedarf nicht aus dem intakten Aggregat 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 Bereitschaflsnetz beziehen. Die Durchführung des bekannten Umschaltverfahrens erfordert für das Ermitteln des gestörten Aggregates und für ein automatisches Zurückschalten der Verbraucher auf die intakten Aggregate einen zusätzlichen Aufwand an Schalt- und an Übcrwachungsmilteln. In der DT-PS 19 35 206 ist ausgeführt, daß hierzu einem jeden im Parallelbetrieb arbeitenden Slromversorgungsaggregat ein elektronischer Schalter und ein Überwaehungsorgan zugeordnet sein kann.

Es liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum unterbrechungsfreien, automatischen Umschalten von Verbrauchern zwischen im Halblastwie auch im Vollastparallelbetrieb arbeitenden Stromversorgungsaggregaten mittels nur eines elektronischen Schalters bei Störung eines der Aggregate anzu-