DE3121409C2

DE3121409C2 - Blockeinschub

Info

Publication number: DE3121409C2
Application number: DE19813121409
Authority: DE
Inventors: Horst 2350 Neumünster Baron; Zoltan Giday; Rolf Dipl.-Ing. Hildebrandt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1983-10-20
Also published as: DE3121409A1; PL142865B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Blockeinschub für ein Niederspannungs-Verteilungssystem zur Aufnahme aller zum Schalten, zum Schutz und zum Überwachen von angeschlossenen Verbrauchern und/oder Leitungsabgängen notwendigen Geräten, mit einem Leistungsteil und einem Steuerungsteil. Dabei ist der Steuerungsteil vollelektronisch ausgebildet und enthält a) eine Schützsteuerung zur Ein/Aus-Schaltung eines Leistungsschaltgerätes, b) eine Blocksteuerung mit Eingängen für alle Schutz- und Überwachungsfunktionen, mit einem digitalen Ausgang für die Schützsteuerung und mit einem Ausgangskanal zur Datenfernübertragung und c) ein vom Leistungsteil gespeistes Netzgerät zur Eigenversorgung der Blocksteuerung und der Schützsteuerung (Fig. 1). Die Erfindung wird vorzugsweise für Steuerungen im Bergbau unter Tage verwendet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Blockeinschub für ein Ntederspannungs-Verteilungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Blockeinschub ist z. B. durch die AEG-TELEFUNKEN Druckschrift »Blockeinschübe« (S. 4.05.42/1079 VI 3) bekanntgeworden. Das Steuerungsteil des bekannten Blockeinschubes enthält zum ersten eine Schützsteuerung zur Ansteuerung des Schützes. Zum zweiten enthält das Steuerungsteil des bekannten Blockeinschubes Geräte zum Schutz und zur Überwachung, z. B. ein elektronisches Überstrom-Kurzschlußrelais, Birelais, Erdschlußrelais, Kaltleiter-Auslöserelais, Schutzleiter-Überwachungsrelais und Sicherungsüberwachungsrelais. Die einzelnen Relais arbeiten mit ihren jeweiligen Kontakten auf die Spule des Schützes und bewirken im Störungsfall eine Auslösung. Für jede der genannten einzelnen Funktionen sind besondere Relais mit besonderen Kontakten vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zum Schalten, zum Schutz und zum Überwachen benötigten Steuerungsaufwand zu vermindern und die Betriebssicherheit zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die vollelektronische Ausbildung können die bisher für die Schutz- und Überwachungsfunktionen benötigten verschiedenen Schutz- und Überwachungsrelais mit ihren Einzelkontakten entfallen. Es sind lediglich verschiedene Meßwertgeber, z. B. Wandler, zur Erzeugung bzw. Erfassung von Schutz- und Überwachungssignalen erforderlich. Die Geräte selbst, die für die eigentlichen Schutz- und Überwachungsfunktionen benötigt werden und die die Aufgabe der bisher verwendeten verschiedenen Relais übernehmen, sind jetzt in einer einzigen elektronischen Blocksteuerung mit einem digitalen Ausgang für die Schützsteuerung vereinigt. Die Blocksteuerung ist mit Eingängen versehen, an denen alle Schütz- und Überwachungssignale einlaufen, die von den zugehörigen Meßwertgebern (z. B. Wandlern, Drosseln oder Kopplungsbausteinen) geliefert werden.

Die von den Meßwertgebern im Störungsfall einlaufenden Störsignale werden von der elektronischen Blocksteuerung erfaßt, verarbeitet und auf einen einzigen gemeinsamen Ausgang dieser Blocksteuerung geleitet, wodurch ein einziges Signal für die eigentliche Schützsteuerung zur Ein/Aus-Schaltung des Schützes

erzeugt wird. Ein erfindungsgemäß aufgebauter Blockeinschub ist somit weniger störanfällig gegenüber bekannten Bauarten und gewährleistet ein zuverlässiges Zusammenwirken und Arbeiten aller Geräte, die zum Schalten, zum Schutz und zur Überwachung eines angeschlossenen Verbrauchers und seiner Zuleitung notwendig sind.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Blocksteuerung und die Schützsteuerung zur Steuerspannungsversorgung über Leitungen mit einem vom Eingangsnetz gespeisten Netzgerät verbunden. Damit ist der St^uerungsteil unabhängig von einer Fremdspannungsversorgung. Durch zusätzliche Überwachungsleitungen zwischen der Blocksteuerung und dem Netzgerät wird eine einfache Überwachung der Blocksteuerung bei Ausfall des Netzgerätes ermöglicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt

I.i der Zeichnung ist in Fig. 1 ein schematisches Schaltbild des Blockeinschubes und in Γ i g. 2 eine gegenständliche Anordnung der einzelnen Baueinheiten dargestellt.

Als zentrale Baueinheit des Blockeinschubes ist ein Vakuumschütz 10 vorgesehen, das eingangsseitig über Leitungen 11 an eine Netzspannung (z. B. 1000 Volt) und ausgangsseitig über Leitungen 12 an einen nicht dargestellten Verbraucher angeschlossen ist, der von dem Vakuumschütz 10 ein- und ausgeschaltet werden kann. Im Zuge der Eingangsleitungen 11 sind drei Sicherungen 13 und ein Summenstromwandler 14 vorgesehen. Im Zuge der Abgangsleitungen 12 liegen drei Einzelstromwandler 15 und drei in künstlichem Sternpunkt geschaltete Erdschlußdrosseln 16.

Das Vakuumschütz 10 bildet mit seinen vorgeschalteten Sicherungen 13 einen Leistungsteil, der durch ein vollelektronisches Steuerungsteil gesteuert wird. Dieses vollelektronische Steuerungsteil enthält eine Schützsteuerung 17 zur Ein/Aus-Schaltung des Vakuumschützes und eine Blocksteuerung 18 mit Eingängen 18a—e für alle Schutz- und Überwachungsfunktionen, mit einem digitalen Ausgang 32,33 für die Schützsteuerung 17 und mit einem Ausgangskanal 20 zur Datenfernübertragung an eine nicht dargestellte Steuerzentrale. Der vollelektronische Steuerungsteil besitzt ferner ein vom Leistungsteil, und zwar von den Eingangsleitungen 11, gespeistes Netzgerät 21 zur Eigenversorgung der Blocksteuerung 18 und der Schützsteuerung 17. Dem Netzgerät 21 sind zwei Transformatoren 22, 23 und Sicherungen 24 \ orgeschaltet. Die Überwachung des Istzustandes der Schaltkontakte des Vakuumschützes 10 und der dem Vakuumschütz vorgeschalteten Hauptsicherungen 13 erfolgt auf einfache Weise durch je einen Ankopplungsbaustein 25, 26, deren Ausgänge über Optokoppler 27,28 auf einen gemeinsamen Eingang 18e der Blocksteuerung 18 gelegt sind.

Die Signale zur Phasenstromüberwachung werden von den Einzelstromwandlern 15 erfaßt und auf die Eingänge 18a geleitet, die Signale zur Erdschlußüberwachung werden von den drei Erdschlußdrosseln 16 erfaßt und auf den Eingang 186 geleitet, die Signale zur Kaltleiter- und Schutzleiterüberwa.;hung werden von Bauelementen 29 und 30 erfaßt und auf die Eingänge 18c; 18c/ geleitet und die Signale zur Sicherungs- und Schützüberwachung werden von den Ankopplungsbausteinen 25, 26 erfaßt und auf die Eingänge 18e geleitet Die Signale zur Summenstromüberwachung werden von dem Summenstromwandler 14 erfaßt und auf die Eingänge 18/geleitet und die Signale zur Überwachung der Verlagerungsspannung werden von e'nem weiteren Ankopplungsbaustein 31 erfaßt und auf die Eingänge ISg der Blocksteuerung 18 geleitet Diese Wandler, Ankopplungsbausteine usw. dienen also als Meßwertgeber für die in der Blocksteuerung vereinigten Schutz- und Überwachungsgeräte. Die von den Meßwertgebern gelieferten Signale werden in der Blocksteuerung zentral elektronisch ausgewertet

Die Blocksteuerung 18 enthält einen digitalen Ein/Aus-Ausgang 32 und einen Notaus-Ausgang 33, die auf den Eingang der Schützsteuerung 17 gelegt sind. Sobald irgendein von den Meßwertgebern ankommendes Störsignai auf der Backsteuerung 18 einläuft, erfolgt am digitalen Ein/Aus-Ausgang 32 ein Aus-Signal. Bei Vorliegen eines solchen Signals wird durch die Schützsteuerung 17 ein Betätigungskreis 34 einer Schützspule 35 des Vakuumschützes 10 unterbrochen, so daß das Schütz abfällt. Unabhängig von einem derartigen Störfall kann der Betätigungskreis 34 auch durch Anliegen eines externen Notaus-Signals an dem digitalen Ausgang 33 unterbrochen werden. Mit 36 ist ein Kontakt eines nicht dargestellten Trennschalters bezeichnet.

Die Stromversorgung der Blocksteuerung 18 und der Schützsteuerung 17 erfolgt über das Netzgerät 21, und zwar über Leitungen 37a bzw. 376. Mit 38 ist ein 220 V Netzanschluß für das Steuergerät 17 und die Blocksteuerung 18 bezeichnet. Die Leitungen 39 dienen zur Überwachung der Blocksteuerung 18 bei Ausfall des Netzgerätes 21.

Fig.2 zeigt schematisch einen Blockeinschub gemäß der Erfindung. Das Vakuumschütz 10 ist etwa in der Mitte des Einschubträgers 40 angeordnet, wogegen die in besonderen Schutzgehäusen untergebrachten Elektronikbausteine der Blocksteuerung 18, der Schützsteuerung 17, des Netzgerätes 21 und der Vorschaltgeräte 25, 26 und 31 in Einschubrichtung 41 vor- oder teilweise unterhalb des Vakuumschützes 10 angeordnet sind. Eine derartige Anordnung ermöglicht einen schnellen Zugriff zu den Elektronikbausteinen und ein schnelles und problemloses Auswechseln im Störungsfalle.

Die Bauart gemäß der Erfindung ermöglicht also eine standardisierte Ausführung ohne separate Versorgungsspannung und ohne Hilfsschütze und Hilfskontakte. Der Elektronikteil erkennt und erfaßt alle mög'ichen Fehler, bewirkt die Auslösung und meldet Fehler über eine serielle Schnittstelle. Dadurch ist eine schnelle Fehlerortung und Fehlerbeseitigung möglich. Es ergibt sich ferner ein reduzierter Verdrahtungsaufwand.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ΐ. Blockeinschub für ein Niederspannungs-Verteilersystem mit einem Einschubträger zur Aufnahme aller Geräte, die zum Schalten, zum Schutz und zum Oberwachen eines angeschlossenen Verbrauchers und seiner Zuleitung notwendig sind, mit einem Leistungsschaltgerät (Schütz) und einem eigenversorgten Steuerungsteil, das zum ersten eine Schützsteuerung zur Ansteuerung des Schützes und zum zweiten Geräte zum Schutz und zur Überwachung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Steuerungsteil vollelektronisch (d.h. mit kontaktlos arbeitenden Bauelementen) aufgebaut ist und daß die zum Schutz und zur Überwachung vorgesehenen Geräte in einer Blocksteuerung (18] mit Eingängen (18a— g) für alle Schutz- und Überwachungsfunktionen, mi, einem digitalen Ausgang (32, 33) für die Schützsteuerung (17) und mit einem Ausgangskanal (20) zur Datenfernübertragung vereinigt sind.
2. Blockeinschub nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blocksteuerung (18) Eingänge (18a— g) zur Aufnahme von Signalen zur Phasenstrom-, Summenstrom-, Kaltleiter-, Schutzleiter-, Sicherungs- und Schütz-, Erdschluß- und Verlagerungsspannungsüberwachung enthält.
3. Blockeinschub nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Ausgang der Blocksteuerung (18) neben dem normalen Ausgang (32) für die Schützsteuerung (17) einen von der Elektronik der Blocksteuerung (18) unabhängigen Notaus-Ausgang (33) für die Schützsteuerung (17) besitzt.
4. Blockeinschub nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einzelstromüberwachung (Kurzschluß- und Überstromüberwachung) drei Phaseristromwandler (15) vorgesehen sind, deren Ausgänge direkt auf die zugehörigen Eingänge (18a,) der Blocksteuerung (18) gelegt sind.
5. Blockeinschub nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung des Istzustandes der Schaltkontakte des Leistungsschaltgerätes (10) und der dem Leistungsschaltgerät vorgeschalteten Hauptsicherungen (13) je ein Ankopplungsbaustein (25, 26) vorgesehen ist, deren Ausgänge über Optokoppler (27, 28) auf einen gemeinsamen Eingang (18e^der Blocksteuerung (18) gelegt sind.
6. Blockeinschub nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Summenstrom-Überwachung ein Summenstromwandler (14), zur Erdschlußüberwachung drei in künstlichem Sternpunkt geschaltete Erdschlußdrosseln (16) und zur Überwachung der Verlagerungsspannung ein weiterer Ankopplungsbaustein (31) vorgesehen sind, deren Ausgänge direkt auf die zugehörigen Eingänge (18i b, g)der Blocksteuerung (18) geleitet sind.
7. Blockeinschub nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerspannungsversorgung die Blocksteuerung (18) and die Schützsteuerung (17) über Leitungen (37a, 37b) mit einem vom Eingangsnetz (11) gespeisten Netzgerät (21) verbunden sind und daß die Blocksteuerung (18) und das Netzgerät (21) durch zusätzliche Überwachungsleitungen (39) miteinander verbunden sind.
8. Blockeinschub nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät (21)

über zwei in Reihe liegende Transformatoren (22, 23) und Vorschaltsicherungen (24) an die Betriebsspannung (11) angeschlossen ist
9. Blockeinschub nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blocksteuerung (18), die Schützsteuerung (17), das Netzgerät (21) und die Vorschaltgeräte (25, 26, 31) als Elektronikbausteine in besonderen Schutzgehäusen in kompakter Bausteintechnik auf dem Einschubträger (40) angeordnet sind und daß als Leistungsschaltgerät ein Vakuumschütz (10) vorgesehen ist
10. Blockeinschub nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsschaltgerät (10) etwa in der Mitte des Einschubträgers (40) angeordnet ist und daß die Elektronikbausteine (18, 17, 25, 26, 31) in Einschubrichtung (41) im wesentlichen vor dem Leistungsschaltgerät (10) liegen.