DE3346224A1

DE3346224A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung eines stromversorgungsnetzes

Info

Publication number: DE3346224A1
Application number: DE19833346224
Authority: DE
Inventors: Robert Claix Peyrin; Alain Seyssinet Pariset Rouessard
Original assignee: PRETEL SARL
Current assignee: PRETEL SARL
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1984-06-28
Also published as: ES284615Y; FR2538643A1; FR2538643B1; ES284615U; IT1174832B; IT8312705A0

Description

P 11877/Β

NACHQEREIOHT]

j , 1

Verfahren und Vorrichtung zur überwachung eines Stromversorgungsnetzes.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur überwachung eines Stromversorgungsnetzes.

Die Versorgung von elektronischen Anlagen, etwa Meßgeräte, Rechner und zugehörige Peripheriegeräte, Prozeßsteuerungsroboter und sonstige elektronische Geräte, insbesondere von elektronischen Anlagen mit Folgebetrieb, erfordert eine völlig gleichmäßige Einspeisung aus dem Versorgungsnetz. Diese elektronischen Anlagen sind nämlich mehr oder weniger empfindlich gegenüber Störungen des Stromnetzes, aus dem sie gespeist werden.

Während alle diese elektronischen Anlagen im allgemeinen Initialisationsschaltungen für die Inbetriebnahme besitzen, zeigen sie sich manchmal anfällig gegenüber einer ungewöhnliehen Absenkung, einer kurzzeitigen Unterbrechung oder gegenüber Störungen, die sich im Versorgungsnetz ereignen.

Es gibt bereits verschiedene Vorrichtungen zum überwachen eines elektrischen Stromversorgungsnetzes, und insbesondere ist eine Vorrichtung bekannt, die das Ausmaß eines Spannungsabfalls im Stromnetz anzuzeigen vermag und einen prozentualen Wert der tatsächlichen Spannung gegenüber der Nennspannung angibt. Die bekannten Vorrichtungen und insbesondere

die letztgenannte Vorrichtung vermögen aber keine Anzeigen zu liefern, die kennzeichnend sind für die Fehler eines Stromverteilungsnetzes, wenn dieses elektronische Anlagen versorgt, so daß weder der Benutzer noch der Wartungsdienst dieser elektronischen Anlagen wirklich über Einrichtungen verfügt, die durch eine Anzeige erkennen lassen, ob die Funktionsfehler der elektronischen Anlage ganz einfach auf Störungen des sie versorgenden Stromnetzes zurückzuführen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fehler eines Stromversorgungsnetzes in einer solchen Weise nachzuweisen, daß man eventuell die Funktionsmängel der elektronischen Anlage auf Störungen in dem Stromnetz zurückführen kann, aus dem sie versorgt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Stromversorgungsnetzes vor, daß eine Bezugsspannungsschwelle festgesetzt wird, daß die Zeit gemessen wird, während welcher die Spannung des Stromnetzes unter der erwähnten Bezugsspannungsschwelle liegt, und daß eine Zeit angegeben wird, die einer Unterbrechung des Stromnetzes entspricht und die durch die gemessene Zeit oder einen Bruchteil dieser Zeit dargestellt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch darin bestehen, daß eine Bezugsspannungsänderungsschwelle festgesetzt wird, daß die Änderung der Spannung des Stromnetzes in Vergleich gesetzt wird zu der Bezugsänderungsschwelle und daß eine Information abgegeben wird, wenn die Spannungsänderung des Stromnetzes diese Bezugsänderungsschwelle überschreitet.

Die Erfindung sieht außerdem eine Überwachungsvorrichtung 5 für ein elektrisches Stromversorgungsnetz vor, die das obengenannte Verfahren ausübt.

Die erfindungsgemäße überwachungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus/ daß ein Komparator zum Vergleichen des Wertes der Stromnetzspannung mit einer Bezugsspannungsschwelle vorgesehen ist sowie eine Zeitmeßeinrichtung, die von dem Komparator aktiviert wird, wenn die Netzspannung niedriger bzw. höher ist als die Bezugsspannungsschwelle, sowie eine Speichereinrichtung zum Speichern der von der Zeitmeßeinrichtung gemessenen Zeit, die einer Zeit der Unterbrechung der Stromnetzunterbrechung entspricht. 10

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise mit einer Anzeigevorrichtung für die gespeicherte Zeit oder die gespeicherten Zeiten ausgestattet sein.

Gemäß der Erfindung kann die überwachungsvorrichtung, vor allem für die überwachung eines Wechselstrom-Versorgungsnetzes, mit einem Symmetrierglied versehen sein, das die Netzspannung gleichrichtet und den Komparator beaufschlagt.

Nach der Erfindung kann die Zeitmaßeinrichtung vorteilhafterweise ein Verzögerungsglied zum Verzögern des Beginns der Zeitzählung vorsehen, um insbesondere eine Zeit zu liefern, die genau einer Unterbrechungszeit entspricht, beispielsweise für den Fall eines Wechselstromnetzes.

Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung kann außerdem zum Auffinden von Störungen, die in erster Linie durch eine sehr steile Anstiegsflanke der elektrischen Netzspannung gekennzeichnet sind, ein Differentiationsglied enthalten, um die Änderung der Stromnetzspannung zu berechnen, einen Komparator zum Vergleichen der Änderung der Netzstromspannung mit einem Bezugsschwellwert der Spannungsänderung und zur Lieferung einer Information, wenn die wenn die Netzspannungsänderung den Bezugsschwellwert der 5 Spannungsänderung übersteigt, sowie eine Einrichtung zum Speichern der Information oder der Informationen, die von

dem Komparator abgegeben werden.

Bei dieser Ausführungsvariante kann die erfindungsgemäße überwachungsvorrichtung vorteilhafterweise mit einer An-Zeigevorrichtung für alle Informationen ausgestattet sein, die Spannungsänderungsfehlern des Stromnetzes entsprechen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend eine überwachungsvorrichtung für ein Wechselstromversorgungsnetz anhand der einzigen Figur als die Erfindung nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die in der Figur wiedergegebene Überwachungsvorrichtung ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehen und umfaßt eine Gruppe von Schaltkreisen, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnet sind; diese Schaltkreise dienen dem Nachweis, der Speicherung und der Anzeige von Unterbrechungen und zwar besonders von kurzzeitigen Unterbrechungen (MikroUnterbrechungen), die sich im Netz 3 ereignen und die einer Verlängerung der Zeit von einer oder mehreren Halbperioden entsprechen. Ferner zeigt die Figur eine insgesamt mit 4 bezeichnete Gruppe von Schaltkreisen, die zum Nachweisen, Speichern und Anzeigen der Störungen bestimmt sind, die in dem Netz 3 auftreten und die im allgemeinen durch eine sehr steile Anstiegsflanke der Spannung charakterisiert sind.

Die überwachungsvorrichtung 1 weist in erster Linie ein Symmetrierglied 5 auf, in dem die Spannung des Stromnetzes 3 gleichgerichtet wird.

Die Gruppe der Schaltkreise 2 zeigt einen Komparator 6, der die von dem Symmetrierglied 5 kommende gleichgerichtete Spannung des Stromnetzes 3 aufnimmt und diese zu vergleichen vermag mit einer Bezugsspannungsschwelle, die kleiner als der Höchstwert oder gleich dem Höchstwert dieser Spannung

ist.

Der Ausgang des Komparators 6 führt zu einem Impulserzeuger 7, der einen Verzögerer enthält und der einen Zähler 8 zu aktivieren vermag.

Die aus dem Komparator 6, dem Impulserzeuger 7 und dem Zähler 8 bestehende Schaltkreisgruppe arbeitet folgendermaßen:

Während der gesamten Zeit, in der die gleichgerichtete Netzspannung unterhalb des Bezugsspannungsschwellwerts des Komparators 6 liegt, aktiviert dieser den Impulsgenerator Die Verzögerungszeit des Verzögerers in dem Impulserzeuger 7 entspricht der Zeit, während welcher die gleichgerichtete Netzspannung normalerweise niedriger ist als der Bezugspannungsschwellwert, so daß der Impulserzeuger 7 den Zähler 8 nur aktiviert, wenn die Zeitspanne, während welcher die gleichgerichtete Netzspannung niedriger ist als die Bezugsspannungsschwelle des Komparators 6, länger ist als die Zeitspanne, während welcher die gleichgerichtete Netzspannung normalerweise niedriger als die Bezugsspannungsschwelle ist. Der Zähler 8 zählt infolgedessen eine Zeit, die einer Abweichung oder einer Unterbrechung oder einer MikroUnterbrechung des Stromnetzes 3 entspricht.

Zu der Schaltkreisgruppe 2 gehören außerdem eine Gruppe von Speichern 9 sowie ein Folgeschalter 10. Der Ausgang des Zählers 8 ist an den Eingang der Speichergruppe 9 geführt. Der Ausgang des Komparators 6 ist mit dem Eingang des Folgeschalters 10 verbunden, während der eine von dessen Ausgängen mit dem Nullstelleingang des Zählers 8 und der andere mit dem Eingabeeingang der Speichergruppe 9 verbunden ist. In dem Augenblick, in dem der Ausgang des Komparators 6 aktiv wird, stellt der Folgeschalter 10 den Zähler 8 auf Null. Jedes Mal, wenn der Ausgang des Komparators 6 entaktiviert wird, steuert der Folgeschalter 10 den Inhalt des

Zählers 8 als Eingabe in die Speichergruppe 9.

Die Anzeige der verschiedenen Zeiten, die Unterbrechungen des Stromnetzes entsprechen und die in der Speichergruppe 9 registriert sind, kann mit Hilfe von Leuchtzeichen 11 vorgenommen werden. Bei einer speziellen Ausbildungsform lassen sich unterschiedliche Leuchtzeichen vorsehen, die jeweils einer speziellen Unterbrechungszeitspanne entsprechen, so daß es möglich ist, durch bloßes Betrachten eine schnelle Auskunft darüber zu erhalten, ob eine Unterbrechung, dieeiner dieser Zeitspannen entspricht, aufgetreten ist.

In der Schaltkreisgruppe 4 befindet sich ein Differentiationsglied 12, dem die Spannung des Wechselstromnetzes 3 über das Symmetrierglied 5 zugeführt wird. Der Ausgang dieses Differentiationsgliedes 12 ist mit dem Eingang eines Komparators 13 verbunden, der den Wert der Spannungsänderung des Stromnetzes mit einem Bezugsspannungsänderungswert vergleicht, wobei der Ausgang des Komparators 13 aktiv wird, wenn der Wert der Spannungsänderung des Wechselstromnetzes 3 diesen Bezugsschwellwert der Spannungsänderung überschreitet.

Der Ausgang des Komparators 13 ist an eine Speichergruppe 14 geführt, die die Information oder die Informationen speichert, die von dem Komparator 13 herrühren. Um den Inhalt der Speichergruppe 14 zur Anzeige zu bringen, ist die Schaltung 4 mit einem Leuchtanzeigeelement 15 versehen.

Die gezeichnete überwachungsvorrichtung 1 läßt sich vorteilhafterweise in ein eigenes Gehäuse einsetzen, das unmittelbar in eine Steckdose eingeführt werden kann, so daß seine verschiedenen Schaltkreise unmittelbar durch das Stromnetz selbst gespeist werden, wobei jedoch vorzugsweise eine HilfsStromversorgung für die Speichergruppen 9

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und 14 vorgesehen wird, so daß deren Inhalt mindestens während einer gewissen Zeit gespeichert bleibt. Bei einer anderen Ausführungsform könnte man die verschiedenen Schaltkreise der überwachungsvorrichtung 1 durch eine Batterie 5 oder ein Trockenelement versorgen.

Die Erfindung ist&icht auf die obenbeschriebene überwachungsvorrichtung beschränkt. Es ließe sich nämlich sehr gut eine Einrichtung anfügen, die den Zeitpunkt, an dem die angezeigten und gespeicherten Störungen aufgetreten sind, aufzeichnet. Man könnte ferner ein zusätzliches Schnittstellengerät vorsehen, um eine Verbindung zu einer Erfassungs- und Informationsverarbeitungszentrale herzustellen. Außerdem ist es möglich, eine gleichartige Uberwachungsvorrichtung vorzusehen, die aber dazu bestimmt ist, ein Stromversorgungsnetz mit einem beliebigen Wechselstrom oder ein Gleichstromnetz zu überwachen.

Claims

Patentansprüche J NACHQEREIOHTJ

Verfahren zum überwachen eines beliebigen Stromversorgungsnetzes, dadurch gekennzeichnet , daß eine Bezugsspannungsschwelle festgesetzt wird, daß die Zeit gemessen wird, während welcher die Spannung des Stromnetzes unter der Bezugsspannungsschwelle liegt, und daß der Unterschied zwischen der gemessenen und einer vorbestimmten Zeit angegeben wird, welcher Zeitunterschied einer Zeitspanne entspricht, während der das Stromnetz unterbrochen war.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein Bezugsschwellwert der Spannungsänderung festgesetzt wird, daß die Änderung der Stromnetzspannung mit der erwähnten Bezugsänderungsschwelle verglichen wird, und daß eine Information geliefert wird, wenn die Änderung der Stromnetzspannung die Bezugsänderungsschwelle überschreitet.
3. Vorrichtung zur überwachung eines Stromversorgungsnetzes, insbesondere für die Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einem Komparator (6) zum Vergleichen des Wertes der Stromnetzspannung mit einer Bezugsspannungsschwelle, dadurch ge kennzeichnet , daß auch eine Zeitmeßeinrichtung (7, 8) vorgesehen ist, die durch den Komparator (6) aktiviert wird, wenn die Spannung des Stromnetzes niedriger ist als die Bezugsspannungsschwelle, und die in der Lage ist, den Unterschied zwischen der gemessenen Zeit und einer vorbestimmten Zeit

zu liefern, sowie eine Speichereinrichtung zum Speichern dieses Unterschieds, welcher Zeitunterschied einer Zeitspanne entspricht, während der das Stromnetz unterbrochen war. 5
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zeitmessung (7, 8) ein Verzögerungsglied aufweist, dessen Verzögerungszeit der vorbestimmten Zeit entspricht, und daß das Verzögerungsglied am Ende der vorbestimmten Zeit einen Zeitzähler (8) aktiviert, der den erwähnten Unterschied angibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung (11) für die gespeicherte Zeit oder die gespeicherten Zeiten vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Anzeigen von Bereichen von Unterbrechungszeiten vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differentiationsglied (12) zum Berechnen der Änderung der Stromnetzspannung vorgesehen ist, ferner ein Komparator (13) zum Vergleichen der Netz-Spannungsänderung mit einem Bezugsschwellwert der Spannungsänderung und zum Abgeben einer Information, wenn die Änderung der Netzspannung diese Bezugsschwelle der Spannungsänderung überschreitet, und schließlich eine Speichereinrichtung (14) für die von dem Komparator abgegebene Information oder abgegebenen Infor-

mationen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung (15) für die Information oder die Informationen vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem selbständigen Gehäuse untergebracht ist, das mit Mitteln zum Einführen in eine elektrische Steckdose ausgestattet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise von dem Stromnetz aus gespeist werden.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trockenelement oder eine Batterie zum Versorgen zumindest der Speichereinrichtung vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Steuern der Speicherung des erwähnten Zeitunterschieds in die Speichergruppe vorgesehen ist, wenn die Netzspannung wieder über die Bezugsschwelle der Netzspannung ansteigt.

BAD ORIGiNAL