DE3419752C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Auslöse- bzw. Einschaltkreises eines Leistungsschalters einer Mittel- bzw. Hochspannungsschaltanlage, dem der Einschalt- bzw. Auslösebefehl über eine Befehlsleitung zugeführt wird, sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind eine Reihe von Überwachungseinrichtungen bekanntgeworden, die praktisch lediglich den Auslöse­ schaltkreis überwachen, damit erkannt werden kann, ob ein Schalter zu einer Ausschaltung bereit ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Überwachung sowohl des Auslöseschaltkreises als auch des Einschaltkreises durchzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß nur während einer begrenzten Prüfzeit in die Befehlsleitung für den Aus- bzw. Einschaltkreis ein Begrenzungswider­ stand eingefügt wird, der einen über die Befehlsleitung zu dem Ein- bzw. Ausschaltkreis geführten Prüfspannungs­ impuls auf solche Werte begrenzt, die unterhalb des Ansprechwertes des Ein- und/oder Ausschaltkreises liegen.

Die Schaltungsanordnung, mit der dieses durchführbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlsleitung einen Begrenzungswiderstand aufweist, dem parallel ein von einem Prüfgerät angesteuerter Überbrückungsschalter geschaltet ist, derart, daß der Schalter während der Prüfzeit geöffnet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung und insbe­ sondere das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert und beschrieben werden:

Es zeigt die einzige Figur eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Leistungsschalters.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung dient dazu, die Steuerleitungen hin zu einem Leistungs­ schalter, der bspw. als SF₆-metallgekapselter Schalter ausgebildet sein kann, zu überwachen, wobei insbesondere der Auslöseschaltkreis und der Einschaltkreis des Leistungsschalters in die Überwachung miteinbezogen ist.

Die Schaltungsanordnung besteht aus mehreren Blöcken, die in der Zeichnung strichpunktiert eingerahmt sind.

Die Bezugsziffer 10 bezeichnet dabei einen dem Leistungsschalter, der nicht weiter dargestellt ist, unmittelbar zugeordneten Schaltkreis, die Bezugsziffer 12 bezeichnet einen Schaltkreis, in dem die Erfindung im wesentlichen realisiert ist, die Bezugsziffer 14 eine Ein-/Aus-Steuerungseinheit, die Bezugsziffer 16 einen Schaltkreis, mit dem die Prüfung automatisch oder manuell gesteuert durchgeführt werden kann; und mit der Bezugsziffer 18 bezeichnet ist eine Schutzschaltung, die weiter unten näher erläutert werden soll.

Der Schaltkreis 10 umfaßt eine erste, zweite und eine dritte Auslösespule 20, 21 und sowie eine Einschaltspule 23. Die Auslösespulen 20 und 22 werden von Schutzschal­ tungsanordnungen 24 und 25 über Verbindungsleitungen 26 und 27 angesteuert und sie dienen dazu, den zugehörigen Leistungsschalter im Falle eines Kurzschlusses oder eines sonstigen Fehlerfalles auszuschalten. Die Schal­ tungsanordnungen 24 und 25 wirken über weitere Ver­ bindungsleitungen 28 und 29 auf eine Ein-/Ausschalt­ steuerung 30 ein. Diese Ein-/Ausschaltsteuerung kann im Normalfall von einer Zentrale über eine Steuerleitung 31 angesteuert werden. Sie gibt in diesem Falle über eine Befehlsleitung 32, die sich in einem Knotenpunkt 33 verzweigt und sich über eine Einschaltbefehlsleitung 34 zur Einschaltspule 23 und über eine Ausschaltbefehlslei­ tung 35 zur Auslösespule 21 fortsetzt, einen Ein- bzw. Ausschaltbefehl. Damit nicht gleichzeitig der gleiche Steuerbefehl sowohl zur Einschalt- als auch zur Aus­ schaltspule hinkommen kann, befinden sich in den Leitun­ gen 34 und 35 Hilfsschalter 36 und 37, die mit dem Leistungsschalter zusammenwirken und je nach Ein- bzw. Ausschaltstellung des Leistungsschalters geöffnet bzw. geschlossen sind. Wenn sich bspw. der Leistungsschalter in Ausschaltstellung befindet, dann ist der Hilfsschal­ ter 37 geöffnet, so daß ein Steuerbefehl nur über die Leitung 32, die Leitung 34 und den geschlossenen Hilfs­ schalter 36 bis hin zur Einschaltspule gelangen kann. Wenn der Leistungsschalter eingeschaltet wird, öffnet sich der Hilfsschalter 36 und der Hilfsschalter 37 schließt sich, so daß ein weiterer Befehl nur zur Ausschaltspule bzw. Aulösespule gelangen kann.

In die Steuerleitung 32 vor dem Knotenpunkt 33 ist erfindungsgemäß ein Widerstand 38 eingesetzt, dem eine Umgehungsleitung 39 zugeordnet ist, in die ein Schalt­ kontakt 40 eingeschaltet ist. Der Schaltkontakt 40 wird von einem Ansteuerrelais 41 angesteuert, das von einem Prüfgerät 42 im Schaltkreis 16 über eine Verbindungs­ leitung 43 erregt bzw. entregt wird.

Parallel zu der Einschaltspule 23 ist eine Einschalt­ spulenprüfeinrichtung 44 und parallel zu der Auslöse­ spule 21 eine Auslösespulenprüfeinrichtung 45 geschal­ tet. Beide Einrichtungen können gleich bzw. identisch aufgebaut sein; sie bestehen aus einem Widerstand 46, der mit einer Zenerdiode 47 und einer Leuchtdiode 48 in Reihe liegt. Parallel zu der Zenerdiode 47 und der Leuchtdiode 48 befindet sich eine weitere Zenerdiode 49, wobei beide Zenerdioden zur Strombegrenzung dienen. Mit der Leuchtdiode 48 wirkt entweder ein Lichtwellenleiter 51 zusammen oder sie wirkt über einen Optokoppler 50 auf einen Steuertransistor 52, in dem die Licht-Signale in elektrische Signale umgewandelt und auf eine Koaxiallei­ tung 53 aufgegeben werden; der Lichtwellenleiter 51 oder die Koaxialleitung 53 führt die Signale von der Leucht­ diode dem Prüfgerät 42 zu; die Leitung, ob Lichtwellen­ leiter oder Koaxialkabel, ist durch die Bezugsziffer 54 gekennzeichnet. In gleicher Weise werden die Signale von der Einschaltspulenprüfeinrichtung über eine Leitung 55 dem Prüfgerät 42 zugeführt.

Parallel zu den Hilfsschaltern 36 und 37 sind von dem Relais 41 angesteuerte Überbrückungskontakte 56 und 57 angeordnet, die mit dem Schaltkontakt 40 so zusammen­ wirken, daß sie geöffnet sind, wenn der Schaltkontakt 40 geschlossen ist bzw. geschlossen, wenn der Schaltkontakt 40 geöffnet ist.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist nun wie folgt:

Es werde über die Steuerleitung 31 ein Schaltimpuls von der Schaltzentrale aus der Einschalt- bzw. Ausschalt­ steuerung 30 zugeführt. Dieser Schaltimpuls wird durch die Ein/Aus-Schaltsteuerung 30 umgesetzt und in einen Befehl umgewandelt, der über die Leitung 32, die Umgehungsleitung 39 entweder auf die Leitung 34 und damit auf die Einschaltspule 23 oder auf die Leitung 35 und damit auf die Ausschaltspule 21 gegeben wird. Wenn der Schalter 37 geöffnet ist, bspw. bei ausgeschaltetem Leistungsschalter, dann kann der Steuerbefehl lediglich die Einschaltspule erreichen, so daß der Leistungs­ schalter eingeschaltet wird. Wenn umgekehrt der Hilfs­ schalter 36 geöffnet ist, dann verläuft der Befehl über die Steuerleitung 35 hin zur Ausschaltspule, so daß der Schalter ausgeschaltet wird.

Wenn die Ein- oder Ausschaltspule 23 bzw. 21 geprüft werden soll, dann wird zunächst vom Prüfgerät 42 ein Impuls über die Leitung 43 auf das Relais 41 gegeben, so daß der Schaltkontakt 40 geöffnet und die beiden Schalt­ kontakte 56 und 57 geschlossen werden. Dadurch wird die Umgehungsleitung 39 geöffnet bzw. aufgetrennt. Danach wird ein Schaltbefehl über die Steuerleitung bzw. Befehlsleitung 32 abgegeben, der durch den Widerstand 38 bis hin zur Verzweigung 33 fließt.

Dieser Steuerbefehl würde, wenn der Widerstand 38 nicht vorhanden wäre, eine solche Größe haben, daß er die Einschaltspule bzw. die Auslösespule 23 bzw. 21 erregen, in jedem Fall die Einschaltung bzw. Ausschaltung des Leistungsschalters bewirken würde. Der Widerstand 38 begrenzt die Größe des Steuerimpulses auf einen Wert, der zur Auslösung der Einschaltung bzw. nicht ausreicht, der aber noch so groß ist, daß er durch die Prüfein­ richtungen 44 bzw. 45 detektiert werden kann. Mittels des begrenzten Steuerimpulses kann also der gesamte Befehlsleitungszug von der Zentrale über die Ein-/Aus- Steuerung 30, die Leitung 32, die beiden Leitungen 34 und 35 bis hin zu den beiden Spulen 21 und 23 überprüft werden. Wenn es sich herausstellt, daß die durch die Einrichtungen 44 und 45 erfaßten Meßsignale in der zulässigen Toleranz liegen, dann wird dies über die Leitung 54 und 55 dem Prüfgerät 42 gemeldet, das dann nach Beendigung des Prüfzyklus über eine Rückkopplungs­ leitung 58 den Steuerbefehl von der Ein-/Aus-Steuerung 30 abschaltet, so daß auf der Leitung 32 kein Steuer­ befehl mehr ansteht, und danach über die Steuerleitung 43 den Schalter 40 schließt, so daß der Widerstand 38 bei einer Ein-/Ausschaltung umgangen werden kann.

Ist nun der Leistungsschalter in der Einschaltstellung, dann ist der Schalter 37 geöffnet. Da während der Prüf­ dauer der Schalter 57 geschlossen ist, kann der Prüf­ impuls, der ja durch den Widerstand 38 begrenzt ist, über die Leitung 35, Überbrückungsleitungen 59 und den geschlossenen Schaltkontakt 57 zur Spule 21 fließen, so daß auch dann, wenn der Leistungsschalter sich in Aus­ schaltstellung befindet, die Spule 21 mit einem Prüf­ impuls beaufschlagt werden kann. Wenn der Schalter in Einschaltstellung ist, dann ist der Hilfsschalter 37 geschlossen und der Hilfsschalter 36 geöffnet. Dadurch kann der dem Prüfimpuls über weitere Umgehungsleitungen 60, den geschlossenen Schaltkontakt 56 zur Spule 23 zu fließen, so daß auch in diesem Falle eine Überwachung bis hin zur Spule 23 möglich ist.

Das Prüfgerät kann automatisch in einem bestimmten Taktzyklus die Steuerung 30 ansteuern; es besteht auch die Möglichkeit, die Prüfung manuell durchzuführen, bspw. von einer Fernwirkunterstation aus über eine Leitung 61.

Über eine weitere Steuerleitung 62 wird von der Ein-/ Aus-Steuerung 30 ein Schaltimpuls auf das Prüfgerät gegeben, um eine zielgerichtete Ansteuerung des Prüf­ gerätes zu erhalten.

Geprüft wird während eines solchen Prüfzyklus, ob der Auslösekreis defekt ist oder ob die Laufzeit eines Prüfimpulses überschritten ist. Das Prüfgerät 42 kann dabei eine akustische Anzeige besitzen; es besteht auch die Möglichkeit, daß die entsprechenden Prüfergebnisse protokolliert werden können.

Eine sogenannte hierachische Weiterführung der Umschal­ tung "Automatik" auf manuell im Prüfgerät 42 bis zur obersten Leitebene gibt die Möglichkeit zu einer Fern­ diagnose: Über die Leitung 61 können die einzelnen Leistungsschalter bzw. die Prüfeinrichtungen für die Befehlsleitungen zu den Leistungsschaltern von einer Leitwarte aus angewählt und auf ihre Funktionstüchtig­ keit überprüft werden. Nach Umschaltung von automa­ tischer auf manuelle Bedienung und durch Betätigung einer Prüfanwahl, welches Gerät bzw. welcher Leistungs­ schalter überprüft werden soll, schaltet das Prüfgerät 42 den entsprechenden Vorwiderstand in den Auslöse- bzw. Einschaltkreis.

Der wesentliche Kernpunkt der Erfindung ist also, daß ein sogenannter "Original-Schaltbefehl" zur Überprüfung bis hin zur Einschalt- bzw. Ausschaltspule verwendet wird. Der Original-Schaltbefehl wird durch den Wider­ stand 38 auf solche Werte begrenzt, die die Spulen 21 bzw. 23 lediglich "durchfließen", nicht aber zu einer Schalthandlung führen.

Bei diesem Prüfverfahren erfolgt die Befehlsgabe ent­ sprechend dem normalen Schaltvorgang und aufgrund der Strombegrenzung durch den Widerstand 38 wird tatsächlich eine Schaltung des Leistungsschalters verhindert. Der entsprechende Hilfsschalter im Ein- bzw. Ausschaltkreis des Leistungsschalter wird dann aber nicht geöffnet. Damit nicht Schwierigkeiten in anderer Form entstehen, müssen die Prüfimpulse zeitlich begrenzt sein.

Der Vorteil der Anordnung besteht darin, daß zum einen der Ausfall der Auslösespannung der Steuerung erkannt werden kann. Ferner kann die Unterbrechung der Auslöse­ leitung, also der Leitung 32-35 detektiert werden sowie der Ausfall der Ausschaltspule durch Windungs­ unterbrechung oder durch Windungsschluß. Ferner können Störungen im Befehls-/Kommandoweg der Steuerung, Über­ schreiten der Laufzeit der Impulse festgestellt werden sowie eine Ferndiagnose möglich sein. Darüber hinaus kann auch ein fehlerhafter Schaltungsablauf erkannt werden und zwar sowohl bei normaler Ausschaltung als auch bei einer sogenannten Schutzausschaltung.

Claims (10)

1. Verfahren zur Überwachung des Auslöse- bzw. Einschaltkreises eines Leistungsschalters einer Mittel- bzw. Hochspannungsschaltanlage, dem der Einschalt- bzw. Auslösebefehl über eine Befehlsleitung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur während einer begrenzten Prüfzeit in die Befehlsleitung für den Aus- bzw. Ein­ schaltkreis ein Begrenzungswiderstand (38) eingefügt wird, der einen über die Befehlsleitung (32) zu dem Ein- bzw. Ausschaltkreis geführten Prüfspannungsimpuls auf solche Werte begrenzt, die unterhalb des Ansprechwertes des Ein- und/oder Ausschaltkreises liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Prüfspannungsimpuls der normalerweise zum Ein- bzw. Ausschalten vorgesehene Ein- bzw. Aus­ schaltimpuls verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Schritte

• a) Zuschalten des Begrenzungswiderstandes (38) in die Befehlsleitung,
• b) Auslösen des Schaltimpulses und Überwachung des Schaltimpulses,
• c) Abschalten des Schaltimpulses und
• d) Herausnehmen des Begrenzungswiderstandes aus der Befehlsleitung.

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung eines der Ver­ fahren, nach den Patentansprüchen 1-3, mit einer Ein-/Ausschaltsteuerung (30), die über eine Befehlsleitung (32) sowohl mit der Ausschalt- als auch Einschaltspule (21, 23) des Leistungsschalters verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehls­ leitung einen Begrenzungswiderstand (38) aufweist, dem ein von einem Prüfgerät (42) angesteuerter Über­ brückungsschalter parallel geschaltet ist, derart, daß der Schalter während der Prüfzeit geöffnet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Einschalt- bzw. Ausschaltspulen (23, 21) je eine Prüfeinrichtung (44) geschaltet ist, deren Ausgangssignale dem Prüfgerät (42) zuführbar sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung eine Leuchtdiode (48) aufweist, deren Licht mittels einer Lichtwellen­ leitung (51) dem Prüfgerät (42) zuführbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung eine Leuchtdiode (48) aufweist, deren Licht mittels eines Optokopplers (50) in elektrische Impulse umsetzbar ist, die mittels einer Koaxialleitung (53) dem Prüfgerät (42) zuführbar sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät (42) mit der Ein-/Ausschaltsteuerung verbunden ist und so die Prüfspannungsimpulszeitdauer für die Ein- bzw. Ausschaltung begrenzend steuert.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät (42) auf ein den Überbrückungsschalter (40) betätigendes Relais (41) wirkt und zwar derart, daß die Zeitdauer der Ausschaltung des Überbrückungsschalter (40) größer ist als die Zeitdauer des Prüfspannungsimpulses.

10. Schaltungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehls­ leitung (32) sich in eine Leitung zur Einschalt- bzw. eine Leitung zur Ausschaltspule (23 bzw. 21) verzweigt und daß der Begrenzungswiderstand (38) zwischen der Ein-/Ausschaltsteuerung (30) und dem Verzweigungspunkt (33) angeordnet ist.