DE3444065A1

DE3444065A1 - Anordnung zum erkennen von stoerungen in einem drehstromnetz

Info

Publication number: DE3444065A1
Application number: DE19843444065
Authority: DE
Inventors: Karl-Dieter van Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Heukelum
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1986-06-05

Description

Anordnung zum Erkennen von Störungen in einem Drehstromnetz

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erkennen von Störungen (Unterspannung, Unterbrechung) in einem Drehstromnetz und gegebenenfalls zum Zuschalten einer Ersatzstromversorgung, insbesondere für Versorgungsnetze von Stellantrieben wie Weichenantrieben. Gegebenenfalls kann auch nur der Einschaltbefehl für die Stellantriebe gespeichert werden.

Zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von Drehstromnetzen ist es bekannt, ständig einen Schwungradgenerator mitlaufen zu lassen, der die Zeit bis zur Lastübernahme durch ein Dieselaggregat bei Ausfall des Hauptnetzes überbrückt. Diese bei der Stromversorgung von Rundfunksendern, Krankenhäusern und auch Stellwerken häufig benutzte Notstromversorgung stellt einen erheblichen Aufwand dar, insbesondere wenn die im Notfall zu versorgenden Verbraucher nur eine verhältnismäßig geringe Leistung benötigen. In vielen Fällen steht ein Ersatznetz zur Verfügung, das durch den Anschluß an eine andere Fernleitung oder andere Verteilerstation gebildet sein kann.

Schwierigkeiten ergeben sich, wenn vom gestörten Netz auf das Ersatznetz umgeschaltet werden soll. Üblicherweise werden Sensorschaltungen benutzt, die auf den Spannungsabfall einer gleichgerichteten Netzspannung ansprechen. Die wegen der Beseitigung der Restwelligkeit verhältnismäßig große Zeitkonstante dieser Schaltungen wirkt sich dahingehend aus, daß eine unterbrechungsfreie Dr 1 Mai / 13.11.84

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Stromversorgung nicht sicherzustellen ist und daß auch die meist erforderliche Meldung des gestörten Zustandes des Speisenetzes mit zu großer Verzögerung abgegeben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Erkennen und gegebenenfalls Speichern von Störungszuständen - wie Unterspannung, Spannungsunterbrechung, Phasenausfall - in einem Drehstromnetz zu schaffen, die mit einer geringen Zeitverzögerung anspricht. Auf diese Weise läßt sich praktisch unterbrechungsfrei auf eine Ersatzstromversorgung umschalten.

Mit der Anordnung nach der Erfindung soll ferner die Aufgabe gelöst werden, die Rückschaltung von dem Ersatzstromversorgungsnetz auf das Speisenetz erst mit einer gewissen Verzögerung bzw. Hysterese vorzunehmen, um zu verhindern, daß kurzzeitige vergebliche Einschaltversuche des Versorgungsnetzes bereits eine Rückumschaltung auslösen.

Mit einer Ausführungsform der Erfindung wird ferner die Aufgabe gelöst, bei drehstrombetriebenen Weichenantrieben für Bahnen eine weitgehend unterbrechungsfreie Stromversorgung sicherzustellen und gleichzeitig ein ungestörtes Funktionieren der Zustandsmeldeeinrichtungen der Antriebe zu ermöglichen.

Die Erfindung ist durch die im Kennzeichen des Hauptan-Spruches angeführten Merkmale gekennzeichnet. Weitere Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

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Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind nachstehend beispielsweise beschrieben.

In der Figur ist das Schaltbild eines Ausführungsbei-Spieles nach der Erfindung dargestellt. Diese Anordnung zum Erkennen von Störungen in einem Drehstromnetz gliedert sich in vier Baugruppen, die durch strichpunktierte Linien voneinander in der Zeichnung getrennt sind. Mit 1 ist die Netzspannungsüberwachungsschaltung bezeichnet, die von einer Hilfsspannungsversorgungsschaltung 2 gespeist wird. An die Netzspannungsüberwachungsschaltung 1 ist ein elektronischer Leistungsschalter 3 angeschlossen, der z.B. eine Hilfsbatterie + BAT und - BAT an eine an die Klemme L angeschlossene Last anschaltet, die beispielsweise aus Meß- und Anzeigeeinrichtungen eines Stellwerkes besteht. An die Ausgangsklemmen E und F der Überwachungsschaltung 1 ist ferner ein elektronischer Schalter 4 angeschlossen, der im Falle der Störung des Hauptnetzes Ll, L2, L3 eine Last an das Hilfsnetz HLl anlegt. Diese Last kann durch ein Schütz zur Umschaltung der Verbraucher von einem Netz an ein anderes gebildet sein.

Die Überwachungsschaltung 1 besteht aus einer an die drei Phasen Ll, L2, L3 des Hauptnetzes angeschlossene Drehstromgleichrichteranordnung mit den Ventilen V2 ... V7, denen jeweils Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen Rl ... R3 vorgeschaltet sind. Die Spannungsteilerwiderstände Rl ... R3 sind dabei so gewählt, daß nur ein kleiner Anteil der Netzspannung durch die Gleichrichterventile in Brückenschaltung gleichgerichtet wird und am Kondensator C2 liegt. Die Widerstände R4 R6 bilden eine Schutzschaltung gegen Überspannungen und sind gegebenenfalls als spannungsabhängige Widerstände (Varistoren) ausgebildet. Die Widerstände R7 und R8 dienen zusammen mit dem Kondensator C4 der Beseitigung der Restwelligkeit der aus dem Netz Ll, L2, L3 ent-

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haltenen Prüfgleichspannung, die durch die Widerstände R7, R8 weiter reduziert wird. Wegen der relativ geringen erforderlichen Kapazitäten der Kondensatoren C2 und C3 folgt diese Meßspannung mit sehr geringer Verzögerung eventuellen Spannungseinbrüchen im Versorgungsnetz Ll, L2, L3 und verändert ihren Wert deutlich bei Ausfall einer Phasenspannung. Die am Kondensator C4 liegende Meßspannung wird der im Schaltungsbaustein A2 enthaltenden Spannungsvergleicherschaltung vom Typ TCA 965 (Siemens) zugeführt.

Die Vergleichsspannungspegel für die Sollspannung, die Abschaltspannung und die Wiedereinschaltspannung sind an den Widerständen RIl, R13, R16 einstellbar, welche mit den Widerständen R9, RIO bzw. RIl, R12 bzw. R14, R15 jeweils einen Spannungsteiler bilden. Durch geeignete Wahl der Kapazitäten der Kondensatoren C4, C5, C6 läßt sich erreichen, daß die Spannungsvergleicherschaltung bei Einbrüchen der Versorgungsnetzspannung mit sehr geringer Verzögerung ein Ausgangssignal abgibt. Beim Abschaltvorgang des Hauptnetzes entstehende Impulse durch Induktivitäten oder dergleichen, die ein Vorhandensein der Netzspannung vortäuschen können, lassen sich inihrer Wirkung unterdrücken, wenn die Zeitkonstante für den Wiedereinschaltvorgang verhältnismäßig groß gewählt wird.

Das am Anschlußpunkt 13 des Bausteins A2 der Vergleicherschaltung abgegebene Schaltsignal wird durch den Transistor V9 verstärkt und ermöglicht, die zwischen den Punkten E und F angeschlossende Schaltglieder 3 und 4 zu betätigen.

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Die mit 2 bezeichnete Schaltungsanordnung zur Hilfsspannungsversorgung besteht aus einem Transformator Tl, der aus einer Hilfsspannungsquelle oder aber auch dem Hauptversorgungsnetz, z.B. an der Phase L2 angeschlossen sein kann. Die sekundärseitig an dem Transformator Tl liegende Brückengleichrichteranordnung Al liefert eine mit Hilfe der Zenerdioden Vl und V8 in Verbindung mit dem Kondensator Cl und dem Widerstand R19 geglättete und stabilisierte Gleichspannung an dem Anschlußpunkt D.

Zweckmäßig wird der Kondensator Cl so groß gewählt, daß bei Ausfall der Phase L2 des Hauptversorgungsnetzes die Stromversorgung der Spannungsvergleicherschaltung A2 für den anschließenden Schaltvorgang noch aufrecht erhalten wird. Die Anordnung kann dabei derart getroffen werden, daß bei Ausfall der Stromversorgungsschaltung 2, d.h. bei Ausfall des Speisenetzes Ll, L2, L3, die angesteuerten S-chaltglieder 3 und 4 in einen Schaltzustand übergehen, welcher der Anschaltung des Ersatznetzes bzw. der Notbatterie entspricht.

2 Patentansprüche
1 Figur

Claims

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1. Anordnung zum Erkennen von Störungen in einem Drehstromnetz und gegebenenfalls zum Zuschalten einer Ersatzstromversorgung, insbesondere für Versorgungsnetze von Stellantrieben wie Weichenantrieben, dadurch gekennzeichnet , daß an jede Phase des Hauptnetzes (Ll, L2, L3) ein Spannungsteiler (Rl ... R3) angeschlossen ist, dem eine reduzierte Spannung zur Speisung einer Brückengleichrichterschaltung (V2 ... V7) entnommen wird und daß die gleichgerichtete Spannung einer an sich bekannten Spannungsvergleicherschaltung (A2) mit unterschiedlich einstellbaren Zu- und Abschaltzeiten zugeführt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Zeitschaltglieder, daß die Umschaltung bei Netzstörungen auf die Ersatzstromversorgung möglichst schnell und die Rückschaltung bei Ende der Störung mit Verzögerung ausgeführt wird.