DE69309547T2 - Steuerungs- und Selbstüberwachungssystem, insbesondere für ein multipolares Gerät wie einen Hochspannungsschalter - Google Patents

Steuerungs- und Selbstüberwachungssystem, insbesondere für ein multipolares Gerät wie einen Hochspannungsschalter

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    • H02H7/222Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices for switches

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  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Steuerung und Selbstüberwachung eines elektrischen multipolaren Geräts.
  • Nachfolgend wird das System in Anwendung auf einen dreiphasigen Hochspannungsschalter beschrieben, aber das gleiche System kann natürlich auch an jedes elektrische mehrpolige Gerät angepaßt werden, beispielsweise einen dreiphasigen Erdschalter.
  • Ein dreiphasiger Hochspannungsschalter enthält drei Pole, die nachfolgend Pol 1, Pol 2, Pol 3 genannt werden und getrennt oder gemeinsam gesteuert werden können. Die Hochspannungsisolierung moderner Schalter erfolgt über ein Gas mit großer Durchschlagfestigkeit. Vorzugsweise wählt man Schwefelhexafluorid SF&sub6; bei einem Druck von einigen hPa, und zwar rein oder mit Stickstoff gemischt. Der Druck des Isoliergases in den Behältern der Pole ist ein wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muß, wenn ein Schalter betätigt werden soll, da es gefährlich wäre, einen Pol zu öffnen, wenn aufgrund unzureichenden Drucks die spätere Isolierung zwischen Kontakten nicht gewährleistet werden könnte. Der Einfachheit halber wird nachfolgend dieser Größe mit SF&sub6;- Druck bezeichnet und könnte bei Bedarf durch Hinzufügung der Polangabe präzisiert werden.
  • Jeder der Pole der Schalter wird über eine Schließspule und eine Öffnungsspule gesteuert. Die Öffnungspule wird über den Kontakt eines Schutzrelais unter Spannung gesetzt, während die Schließspule über den Kontakt eines Wiedereinschaltorgans mit Spannung versorgt wird. Gemäß einer Variante könnten die Öffnungs- und die Schließspulen auch durch örtliche oder fernbediente manuelle Befehle gesteuert werden.
  • Jeder Pol des Schalters besitzt eine Vorrichtung zur Erfassung der Lage der beweglichen Organe:
  • - Eine erste Vorrichtung, auch Öffnungshilfskontakt genannt, liefert ein elektrisches Signal, das angibt, daß die beweglichen Organe eine Bewegung von einer geschlossenen Polstellung in eine offene Stellung vollzogen haben.
  • - Eine zweite Vorrichtung, auch Schließhilfskontakt genannt, liefert ein Signal, das angibt, daß die beweglichen Organe eine Bewegung zwischen einer offenen Polstellung und einer geschlossenen Stellung vollzogen haben.
  • Diese Hilfskontakte sind vorzugsweise von der Art, wie sie in der französischen Patentanmeldung 91 04 631 vom 16.4.1991 beschrieben ist.
  • Nach dieser Erläuterung der Organe eines dreipoligen Schalters wird das Ziel der vorliegenden Erfindung definiert, das darin besteht, ein System zur Steuerung und Selbstüberwachung des Hochspannungs-Leistungsschalters anzugeben, das die funktionale Basisebene einer elektrischen Schaltstation bildet, auch Nullebene genannt.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es, ein zuverlässiges System anzugeben, das durch in einer Station vorkommende Störungen nicht betroffen wird, wobei diese Störungen klimatischer Art (Kälte, Unwetter) oder elektromagnetischer Art sein können (Störungen, die durch die benachbarten Geräte und deren Betätigung hervorgerufen werden).
  • Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein wirtschaftliches System anzugeben, das mit einem Minimum an Verkabelung auskommt.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein System anzugeben, bei dem im Werk die Konfiguration der elektrischen Geräte und deren Kontroll- und Steuersystem getestet werden können.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein System zur Steuerung und Selbstüberwachung eines dreiphasigen Leistungsschalters, der zu einer Schaltstation zum Transport, zur Verbindung oder zur Verteilung elektrischer Energie unter Kontrolle durch einen Betreiber gehört und drei Pole besitzt, die je eine an eine Spannungsquelle angeschlossene Schließspule und eine Öffnungsspule enthalten und einen Öffnungshilfskontakt sowie einen Schließhilfskontakt aufweisen, wobei der Leistungsschalter von Schutzvorrichtungen gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Pole mit einem Mikroprozessor versehen ist, der die Informationen von den Öffnungs- und Schließhilfskontakten sowie ein Selbstüberwachungssignal seiner Spulen empfängt und zwei statische Unterbrecher jeweils in Reihe in der Schaltung der Öffnungsspule bzw. der Schließspule steuert, daß die Mikroprozessoren der drei Pole Zugang zu einem örtlichen Netz mit einem Serienbus haben, der von einem Verwaltungsorgan gesteuert wird, daß der Bus an ein Verarbeitungsorgan angeschlossen ist, das die von den Mikroprozessoren gesammelten Signale und die von den Schutzvorrichtungen oder dem Betreiber ausgesendeten Signale empfängt, die periodisch gemäß einem an das Verwaltungsorgan gelieferten Programm aktualisiert werden, daß das Verarbeitungsorgan über den Bus die von den Mikroprozessoren gelieferten Daten sammelt und Befehle zur Freigabe oder Nichtfreigabe der Öffnung erarbeitet, die über den Bus an die Mikroprozessoren übertragen werden, und daß die Mikroprozessoren den Zustandswechsel der statischen Unterbrecher steuern, um die Öffnungs- und Schließbefehle des Leistungsschalters auszuführen.
  • In einer ersten Ausführungsform der Erfindung liegen die Öffnungs- bzw. Schließspulen mit den Kontakten eines Schutzorgans bzw. den Kontakten eines Wiedereinschaltorgans in Reihe, wobei die statischen Unterbrecher normalerweise geschlossen sind und nur auf Befehl durch die Mikroprozessoren am Ende der Ausführung des entsprechenden Öffnungs- oder Schließbefehls geöffnet werden.
  • In einer zweiten Ausführungsform werden die Öffnungs- und Schließbefehle an das Verarbeitungsorgan übermittelt, das sie an die Mikroprozessoren richtet, wobei die statischen Unterbrecher normalerweise offen sind und erst auf Befehl durch die Mikroprozessoren während der für die Ausführung eines Öffnungs- oder Schließbefehls notwendigen Zeit geschlossen werden.
  • Vorzugsweise besitzt der Bus weitere Datenquellen und Senken, die von Kontrollorganen gebildet werden, wie z.B. dem Kontrollorgan für den Druck des Isolationsgases, dem Kontrollorgan für die elektrische Abnutzung durch Summierung Σi²t oder anderen Kontroll- oder Meßorganen bezüglich des Umfelds des Leistungsschalters wie z.B. der Messung des Öldrucks für die Hydrauliksteuerungen des Leistungsschalters.
  • Vorzugsweise wird die Spule permanent von einem schwachen Strom durchflossen, der von einer aus der Spule selbst, einem Widerstand und dem der Spule zugeordneten statischen Unterbrecher gebildeten Schaltung erarbeitet wird, die von einer Spannungsquelle gespeist wird, wobei das Bild dieses Stroms an den Mikroprozessor übermittelt wird, um ein Selbstdiagnosesignal der Spule und ihrer Steuerung zu liefern.
  • Vorzugsweise sind die statischen Unterbrecher über Lichtleitfasern mit den Mikroprozessoren verbunden.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Figur 1 zeigt schematisch die funktionale Organisation bekannter Art für die Steuerung einer elektrischen Schaltstation mit mehreren dreiphasigen Leistungsschaltern.
  • Figur 2 zeigt schematisch das System zur Steuerung und Selbstüberwachung eines Leistungsschalters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Figur 3 zeigt schematisch die Speisung und Selbstüberwachung einer Öffnungsspule sowie deren Steuerung.
  • Figur 4 zeigt schematisch das System gemäß einer anderen Ausführungsform.
  • Figur 1 zeigt den Stand der Technik in Form eines partiellen Eindrahtschemas der funktionalen Organisation einer elektrischen Schaltstation mit drei Abgängen L1, L2, L3, die durch dreiphasige Leistungsschalter D1, D2 und D3 geschützt sind. Natürlich dient die Zahl 3 nur als Beispiel, denn eine Station kann mehr als drei Abgänge aufweisen.
  • In der Hierarchie der Kontroll-, Überwachungs- und Steuerorgane des Leistungsschalters unterscheidet man drei funktionale Ebenen:
  • - Die Ebene 0 enthält die eigentlichen Organe zur Messung, Kontrolle und Steuerung der Leistungsschalter, die weiter unten im einzelnen erläutert werden.
  • - Die Ebene 1 enthält für jeden dreiphasigen Leistungsschalter ein Organ zur Erarbeitung der Betätigungssignale des Leistungsschalters ausgehend von den auf der Ebene 0 und unter der Kontrolle und gemäß den Anweisungen der Ebene 2 gelieferten Daten. Dieses Organ trägt bezüglich des Leistungsschalters D1 das Bezugszeichen PA1, des Leistungsschalters D2 das Bezugszeichen PA2 und des Leistungsschalters D3 das Bezugszeichen PA3.
  • - Die Ebene 2, die die Ebene des Betreibers der elektrischen Schaltstation ist, der die abhängig von den Betriebsbedingungen und Verfügbarkeiten verwendeten Abgänge wählt, enthält ein zentrales Steuer- und Verwaltungsorgan OCCG.
  • Nachfolgend werden nur die Elemente des Leistungsschalters D1 beschrieben, wobei klar ist, daß die Schalter D2 und D3 in gleicher Weise ausgerüstet sind.
  • Der dreiphasige Schalter enthält für die drei Pole gemeinsame Organe, beispielsweise ein Organ CD zur Steuerungskontrolle, das Signale über die Fähigkeit der Steuerung liefert, eine Befehl auszuführen.
  • Jeder Pol des dreiphasigen Schalters enthält insbesondere eine Spule zur Öffnungssteuerung BO, eine Spule zur Schließsteuerung BF, einen Hilfsöffnungskontakt CAO, der ein Signal liefert, das angibt, daß der Pol einen Übergang vom geschlossenen in den offenen Zustand vollzogen hat, einen Öffnungshilfskontakt CAF, der ein Signal liefert, das angibt, daß der Pol einen Übergang vom offenen in den geschlossenen Zustand vollzogen hat, ein Organ PSF6, das den Gasdruck in dem Pol angibt, und ein Organ zur Messung der elektrischen Abnutzung, die auf der Stromzählung Σi²t beruht.
  • Die erwähnten Organe sind über Kabel an das Organ PA1 angeschlossen.
  • Die Anzahl von zu verlegenden Kabeln ist erheblich und hat folgende Konsequenzen:
  • - erhebliche Kosten aufgrund der langen Installationsdauer,
  • - Gefahr von Verkabelungsfehlern, deren Erfassung schwierig ist und die vor Ort repariert werden müssen,
  • - Ausfallrisiko (Kabelbruch, kalte Lötstellen, sich lösende Schrauben usw.),
  • - Gefahr für ein Fehlverhalten aufgrund von elektromagnetischen Störungen, die in die Kabel von benachbarten Hochspannungsleitungen und anderen in der Nähe arbeitenden Geräten induziert werden.
  • Wie weiter unten klar wird, werden durch die Erfindung diese Nachteile vermieden.
  • Die Erfindung betrifft die Ebene 0 der funktionalen Organisation der Schaltstation.
  • In der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 2 gezeigt ist, erkennt man, daß gemäß einem entscheidenden Merkmal der Erfindung jeder Pol eines Leistungsschalters einen Mikroprozessor enthält. Die Mikroprozessoren der drei Pole des Leistungsschalters sind mit µP1, µP2 und µP3 bezeichnet.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Mikroprozessoren an einen Serienbus B angeschlossen, der von einem Organ GN gesteuert wird, welches Nomenklaturen oder Anfragen verwaltet.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind auch Druckmeßorgane PSF6 der Pole und Meßorgane Σi²t für die elektrische Abnutzung der Pole an den Bus B angeschlossen. Diese Organe sind in Figur 2 durch ein gemeinsames Rechteck mit dem Bezeichnungen PSF6 und Σi²t dargestellt.
  • In Figur 2 stellen die Rechtecke BO1, BO2 und BO3 die Öffnungsspulen der Pole 1, 2 und 3 des dreiphasigen Leistungsschalters dar. Diese Spulen werden von einer Spannung -T+T insbesondere über Kontakte CP1, CP2 und CP3 eines Schutzrelais gespeist.
  • Die Rechtecke BF1, BF2 und BF3 sind die Schließspulen der drei Pole des Leistungsschalters. Sie werden von der gleichen Spannungsquelle -T+T insbesondere über Kontakte CR1, CR2 und CR3 eines Wiedereinschaltorgans RE gespeist.
  • Das Relais und das Wiedereinschaltorgan gehören zur Funktionsebene 1, die symbolisch in Figur 2 durch eine strichpunktierte Linie begrenzt ist.
  • Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung liegen statische Unterbrecher in Reihe in den Schaltkreisen der Spulen, und ihr offener oder geschlossener Zustand wird von den Mikroprozessoren gesteuert. Hinsichtlich des Pols 1 liegt die Spule BF1 in Reihe mit dem statischen Unterbrecher ISF1, der vom Mikroprozessor µP1 gesteuert wird, und die Spule BO1 liegt in Reihe mit dem statischen Unterbrecher ISO1, der ebenfalls vom Mikroprozessor µP1 gesteuert wird. Für die anderen Pole sind die statischen Unterbrecher durch entsprechende Bezeichnungen mit den Endziffern 2 und 3 für den Pol 2 bzw. 3 benannt.
  • Erfindungsgemäß empfangen die Mikroprozessoren die von den Hilfskontakten gelieferten Signale. So empfängt der Mikroprozessor µP1 die Signale des Öffnungshilfskontakts CAO1 und des Schließhilfskontakts CAF1. Die anderen Mikroprozessoren empfangen die Signale der ihnen zugeordneten Hilfskontakte.
  • Die Spulen können ein Selbstüberwachungsorgan besitzen, dessen Signal an den entsprechenden Mikroprozessor übermittelt wird. So empfängt der Mikroprozessor µP1 über die Verbindungen ASF1 und ASO1 die Selbstüberwachungssignale der spule BF1 bzw. BO1. Die anderen Mikroprozessoren empfangen entsprechende Signale von den Spulen des Pols, denen sie zugeordnet sind.
  • Alle von den Mikroprozessoren gesammelten Signale stellen eine Datenbasis dar, die periodisch unter der Autorität des Nomenklaturverwaltungsorgans GN aktualisiert wird und die an ein zentrales Verarbeitungsorgan OTC gerichtet wird, welches vorzugsweise physisch in der Funktionsebene 1 liegt, mit der es außerdem die Schnittstelle bildet. Dies ist möglich durch die Verwendung einer optischen Busleitung, die eine Länge von mehreren hundert Metern besitzen kann und die aufgrund ihrer Art unempfindlich gegen klimatische und elektromagnetische Störungen ist.
  • Das zentrale Verarbeitungsorgan OTC empfängt gleichzeitig mit den Relais CP1 und CR1 für den Schutz und die Wiedereinschaltung die Befehle betreffend die Öffnung oder Schließung, die von diesen Relais kommen und in der Figur durch das Bezugszeichen O1, O2, O3 für das Öffnen und F für das Schließen symbolisch angedeutet sind. Es sei bemerkt, daß es drei Öffnungsbefehle gibt, da nur ein Pol einen Öffnungsbefehl bei einem Phasen-Erdfehler empfangen kann, wogegen es nur einen Schließbefehl gibt, der ohne Nachteil ohne Schaden auch an bereits geschlossene Pole gerichtet werden kann.
  • Ehe die Betriebsweise des Systems beschrieben wird, sei bemerkt, daß das zentrale Verarbeitungsorgan OTC Widersprüche speichert, die im Betrieb des Schalters auftreten können. Um den Begriff des Widerspruchs zu verstehen, kann man folgendes Beispiel betrachten: Es wird angenommen, daß der Leistungsschalter geöffnet ist und daß ein Schließbefehl erlassen wird. Sobald das Organ OTC diesen Befehl empfängt, öffnet es ein Zeitfenster t0, beispielsweise von 200 ms. Das Organ OTC beobachtet den Zustand der Pole am Ende dieses Zeitfensters. Wenn einer der Pole nicht geschlossen ist, speichert das Organ OTC einen Widerspruch und erläßt einen Öffnungsbefehl, indem ein Kontakt parallel zu CR2 (nicht dargestellt) geschlossen wird und nachdem vorher der Schließbefehl in der Datenbasis gelöscht wurde.
  • Eine andere Prozedur ergibt sich, wenn der Schalter geschlossen ist und ein Öffnungsbefehl erlassen wird. In diesem Fall reicht eine einfache Signalisierung der Störung.
  • Nun wird der Betrieb des Systems beschrieben. Das Organ OTC empfängt permanent die von den Mikroprozessoren und der Schaltung PSF6 Σi²t gesammelten Daten. Diese Daten werden beispielsweise alle 2,5 ms für die prioritären Daten (CAO, CAF) und alle 20 ms für die nicht-prioritären Daten (z.B. PSF6) aktualisiert. Das Organ OTC analysiert permanent diese Daten.
  • Der Schalter wird geöffnet
  • Es sei angenommen, daß der Leistungsschalter geschlossen ist. Das Organ OTC hat keine Störung festgestellt. Die Mikroprozessoren halten die statischen Öffnungsunterbrecher ISO geschlossen. Wenn ein Öffnungsbefehl durch Schließen der Kontakte CP kommt, öffnet der Leistungsschalter sofort durch Speisung der Spulen BO. Die Mikroprozessoren beenden die Speisung der Spulen BO durch Öffnen der Relais IS, sobald die Hilfskontakte CAO angegeben haben, daß das Öffnen erfolgt sei.
  • Der Leistungsschalter wird geschlossen
  • Der Betrieb ist entsprechend. Die Mikroprozessoren halten die statischen Unterbrecher ISF geschlossen, wenn das Organ OTC keinerlei Störung erfaßt, die entweder von der Stellung der Pole (die aus an die Mikroprozessoren übertragenen Signalen der Hilfskontakte bekannt ist) oder von der Konfiguration der Schaltstation resultieren könnten (die durch die Ebene 2 angegeben wird).
  • Wird ein Schließbefehl für den Leistungsschalter gegeben, der durch das Schließen der Kontakte CR des Wiedereinschaltorgans deutlich wird, werden die Spulen BF gespeist, wodurch die Pole geschossen werden. Die Mikroprozessoren beenden die Speisung der Spulen durch Öffnen der statischen Unterbrecher ISF, sobald die Hilfskontakte CAF gemeldet haben, daß die Schließoperation korrekt ausgeführt wurde.
  • Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der Speisung einer Öffnungsspule BO. Es sei angenommen, daß der Leistungsschalter geschlossen ist. Unter diesen Bedingungen ist der der Spule BO zugeordnete statische Unterbrecher normalerweise geschlossen und der Kontakt CP normalerweise geöffnet.
  • In der Figur bezeichnet BO eine Öffnungsspule, die von der Spannung -T+T gespeist wird. Die Spule liegt in Reihe mit einem Kontakt CP eines Schutzrelais und mit einem statischen Relais IS. Das statische Relais wird vom Mikroprozessor µP über eine Lichtleitfaser LO1 gesteuert, die an jedem ihrer Enden optoelektronische Wandler COP1 bzw. COP2 besitzt. Der statische Unterbrecher wird aus der gleichen Spannungsquelle -T+T über einen Widerstand R1 vorgespannt. Im statischen Relais wurde nur ein Transistor TR dargestellt, der von dem Signal des Mikroprozessors über die Lichtleitfaser LO1 sowie eine Zenerdiode DZ gesteuert wird. Die Spule BO durchfließt permanent ein Strom Io von beispielsweise 30 mA, da sie permanent mit der Klemme +T der Spannungsquelle über einen Widerstand R2 verbunden ist. Dieser Strom fließt durch den Widerstand R2, die Spule BO und den statischen Unterbrecher IS, wenn er geschlossen ist. Dieser Strom liefert dem Mikroprozessor ein Signal, das angibt, daß die Spule sowie der zugeordnete statische Unterbrecher in Ordnung sind. Der Mikroprozessor weiß also, daß die nächste Öffnungssteuerung sicher durchgeführt werden könnte, sobald der Schutzkontakt CP geschlossen wird. Dies erfolgt mit Hilfe eines optoelektronischen Wandlers COP3, der in den Schaltkreis der Spule eingefügt ist und eine Information über eine Lichtleitfaser LO2 überträgt, deren dem Mikroprozessor nahes Ende einen optoelektronischen Wandler COP4 aufweist.
  • Der Öffnungsbefehl für den Pol, der durch das Schließen des Kontakts CP des Schutzrelais gekennzeichnet ist, wird an den Mikroprozessor µP über eine Schaltung mit einem Widerstand R3 hinter der Klemme +T und in Reihe mit einem optoelektronischen Wandler COP5 übertragen, der an die Klemme -T angeschlossen ist. Die vom Wandler COP5 erfaßte Information gelangt an den Mikroprozessor über eine Lichtleitfaser LO3, deren dem Mikroprozessor nahes Ende einen optoelektronischen Wandler COP6 besitzt.
  • Abgesehen von der Ausführung der Öffnungs- und Schließbefehle sammeln und übertragen die Mikroprozessoren Informationen bezüglich der Dauer der Öffnungs- und Schließperioden der Pole an das Organ OTC. Diese vom Organ OTC in der Funktionsebene 2 übertragenen Angaben erlauben es, die vorausschauende Wartung der Geräte zu erarbeiten.
  • Die Vorzüge des beschriebenen Systems betreffend die erste Ausführungsform sind erheblich:
  • - Wegfall einer großen Menge von Kabeln, die die Kosten der Anlage belasten würden, und damit auch erhebliche Verringerung der Installationskosten; diese Einsparung von Kabeln gilt insbesondere zwischen den Mikroprozessoren der Ebene 0 und noch erheblicher zwischen der Ebene 0 und der Ebene 1 aufgrund der Serienbusleitung, die auch eine Verlagerung des Organs OTC erlaubt;
  • - die Möglichkeit eines Tests der Anlage im Werk mit Hilfe ggf. von Simulatoren und rasche Montage vor Ort, da nur einige Verbinder anzuschließen sind (Verbindung zwischen der Ebene 0 und der Ebene 1); daraus folgt eine zusätzliche Ersparnis;
  • - verringerte Wartungskosten, da die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen wesentlich geringer ist aufgrund des Wegfalls der Verkabelung und der permanenten Selbstüberwachung der diese Verkabelung ersetzenden Serienbusleitung;
  • - größere Sicherheit im Betrieb aufgrund der Unempfindlichkeit des Systems gegenüber Störungen elektromagnetischer Art, wie sie in einer Hochspannungs-Schaltstation häufig vorkommen; die Übertragungen finden nämlich über eine optische Busleitung statt und die wenigen metallischen Teile sind kurz und können wirksam und preisgünstig abgeschirmt werden;
  • - Öffnung des Systems in der Ebene 0 aufgrund der Busleitung, die eine verteilte Datenbasis zu verwalten erlaubt. Man kann ohne zusätzliche Verkabelung einen Mikroprozessor zur Überwachung dieses oder jenes wichtigen Parameters für den ordentlichen Betrieb des Leistungsschalters über den Serienbus hinzufügen (beispielsweise zur Analyse der mechanischen Schwingungen usw.);
  • - mögliche Verlagerung der Selbstdiagnostikinformationen ganz oder teilweise von der Datenbasis der Ebene 0 zur Ebene 2 (Betreiberpult) ohne zusätzliche Verkabelung, insbesondere wenn die Elemente der Ebene 1 selbst über ein erdgebundenes Netz in Verbindung stehen.
  • Figur 4 zeigt eine noch weiter ausgearbeitete Form der Erfindung.
  • Die anhand der Figuren 2 und 3 bereits erläuterten Elemente tragen die gleichen Bezugszeichen.
  • In Figur 4 entfallen die Relais und Wiedereinschaltorgane. Die Öffnungs- und Schließbefehle (O1, O2, O3 F), die in der Funktionsebene 1 erarbeitet wurden, werden durch das Organ OTC an die Mikroprozessoren übertragen, die unmittelbar die statischen Unterbrecher steuern. Letztere sind in Erwartung eines Öffnungs- oder Schließbefehls normalerweise offen.
  • Das erfindungsgemäße System ist ein offenes System in dem Sinn, daß der Bus B Signale mit anderen Quellen oder Senken als den Mikroprozessoren austauschen kann. Abgesehen von den Organen zur Druckkontrolle (PSDF6) und zur elektrischen Abnutzung (Σi²t), die bereits erwähnt wurden, kann der Bus andere Daten empfangen, wie z.B. Daten betreffend den Öldruck der hydraulischen Steuerorgane und bezüglich der Analyse der mechanischen Schwingungen.
  • Insbesondere kann der Bus eine sog. Abnutzungsstation Vs besitzen, die in Figur 2 gezeigt ist. Diese Station empfängt von den anderen Stationen beispielsweise die Informationen bezüglich der Zeitpunkte der Öffnungs- und Schließsteuerungen jedes Pols und bezüglich der Betriebszeitpunkte der Öffnungshilfskontakte und Schließhilfskontakte jedes Pols. Das Programm dieser Station berechnet die Betriebsgeschwindigkeiten jedes Pols, vergleicht sie mit Bezugswerten und liefert ggf. Alarmmeldungen.
  • Der Bus kann auch einen Mikroprozessor µP4 enthalten, der in Figur 2 gezeigt ist und eine Datensenke für alle Daten darstellt. Dieser Mikroprozessor kann auch selbst eine Datenquelle bilden. Dies ist beispielsweise ein Kleinrechner, der über ein Modem M1 an eine Telefonleitung angeschlossen ist, deren Ende über ein Modem M2 mit einem Kleinrechner µP5 verbunden ist. So kann man den Leistungsschalter aus der Ferne steuern.

Claims (8)

1. System zur Steuerung und Selbstüberwachung eines dreiphasigen Leistungsschalters, der zu einer Schaltstation zum Transport, zur Verbindung oder zur Verteilung elektrischer Energie unter Kontrolle durch einen Betreiber gehört und drei Pole besitzt, die je eine an eine Spannungsquelle (-T+T) angeschlossene Schließspule (BF1, BF2, BF3) und eine Öffnungsspule (BO1, BO2, BO3) enthalten und einen Öffnungshilfskontakt (CAO1, CAO2, CAO3) sowie einen Schließhilfskontakt (CAF1, CAF2, CAF3) aufweisen, wobei der Leistungsschalter von Schutzvorrichtungen gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Pole mit einem Mikroprozessor (µP1, µP2, µP3) versehen ist, der die Informationen von den Öffnungs- und Schließhilfskontakten (CAO, CAO2, CAO3, CAF1, CAF2, CAF3) sowie ein Selbstüberwachungssignal seiner Spulen empfängt und zwei statische Unterbrecher (ISO1, ISO2, ISO3, ISF1, ISF2, ISF3) jeweils in Reihe in der Schaltung der Öffnungsspule bzw. der Schließspule steuert, daß die Mikroprozessoren der drei Pole Zugang zu einem örtlichen Netz mit einem Serienbus (B) haben, der von einem Verwaltungsorgan (GN) gesteuert wird, daß der Bus an ein Verarbeitungsorgan (OTC) angeschlossen ist, das die von den Mikroprozessoren gesammelten Signale und die von den Schutzvorrichtungen oder dem Betreiber ausgesendeten Signale (O1, O2, O3, F) empfängt, die periodisch gemäß einem an das Verwaltungsorgan (GN) gelieferten Programm aktualisiert werden, daß das Verarbeitungsorgan (OTC) über den Bus die von den Mikroprozessoren gelieferten Daten sammelt und Befehle zur Freigabe oder Nichtfreigabe der Öffnung erarbeitet, die über den Bus an die Mikroprozessoren übertragen werden, und daß die Mikroprozessoren den Zustandswechsel der statischen Unterbrecher steuern, um die Öffnungs- und Schließbefehle des Leistungsschalters auszuführen.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs- bzw. Schließspulen (BO1, BO2, BO3; BF1, BF2, BF3) mit den Kontakten (CP1, CP2, CP3) eines Schutzorgans (RP) bzw. den Kontakten (CR1, CR2, CR3) eines Wiedereinschaltorgans (RE) in Reihe liegen, wobei die statischen Unterbrecher (ISO1, ISO2, ISO3, ISF1, ISF2, ISF3) normalerweise geschlossen sind und nur auf Befehl durch die Mikroprozessoren (µP1, µP2, µP3) am Ende der Ausführung des entsprechenden Öffnungs- oder Schließbefehls geöffnet werden.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs- und Schließbefehle an das Verarbeitungsorgan (OTC) übermittelt werden, das sie an die Mikroprozessoren (µP1, µP2, µP3) richtet, wobei die statischen Unterbrecher (ISO1, ISO2, ISO3, ISF1, ISF2, ISF3) normalerweise offen sind und erst auf Befehl durch die Mikroprozessoren während der für die Ausführung eines Öffnungs- oder Schließbefehls notwendigen Zeit geschlossen werden.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bus (B) weitere Datenquellen und Senken Zugang haben, die von Kontrollorganen gebildet werden, wie z.B. dem Kontrollorgan für den Druck des Isolationsgases (PSF6), dem Kontrollorgan für die elektrische Abnutzung durch Summierung Σi²t oder anderen Kontroll- oder Meßorganen bezüglich des Umfelds des Leistungsschalters, wie z.B. der Messung des Öldrucks für die Hydrauliksteuerungen des Leistungsschalters oder der Analyse der mechanischen Schwingungen.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule permanent von einem schwachen Strom (Io) durchflossen wird, der von einer aus der Spule selbst, einem Widerstand (R2) und dem der Spule zugeordneten statischen Unterbrecher (IS) gebildeten Schaltung erarbeitet wird, die von einer Spannungsquelle (-T+T) gespeist wird, wobei das Bild dieses Stroms an den Mikroprozessor übermittelt wird, um ein Selbstdiagnosesignal der Spule und ihrer Steuerung zu liefern.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Unterbrecher (ISO1, ISO2, ISO3, ISF1, ISF2, ISF3) an die Mikroprozessoren über Lichtleitfaserverbindungen angeschlossen sind.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bus (B) mit einem Organ (Vs) verbunden ist, das insbesondere die Daten bezüglich der Zeitpunkte, an denen die Öffnungs- und Schließbefehle gegeben werden, und bezüglich der Zeitpunkte empfängt, an denen die Hilfskontakte kippen, und das die Ausführungsdauer der Befehle berechnet, sie mit gespeicherten Daten vergleicht und Informationen über den Abnutzungszustand der Pole liefert.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bus mit einer Station (µP4) verkehrt, die alle Daten empfängt und Daten aussenden kann und über ein Modem an eine Telefonleitung angeschlossen ist, die ihrerseits über ein Modem mit einem Kleinrechner verbunden ist, so daß die Anlage ferngesteuert werden kann.
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