DE9206555U1 - Auswertungssystem für ein Elektrofilter - Google Patents

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Auswertungssystem für ein Elektrofilter 5

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Auswertungssystem für ein Elektrofilter, das über einen Hochspannungstransformator mit Energie versorgt wird, mit folgenden Merkmalen: a) eine Meßwerterfassungseinrichtung ist zusammen mit dem Hochspannungstransformator in einem Transformatorschrank angeordnet,

c) vom Steuerschrank zum Transformatorschrank verlaufen Energieversorgungsleitungen, über die zumindest eine der Meßwerterfassungseinrichtung nachgeschaltete Umsetzeinrichtung mit Energie versorgt wird,

d) vom Transformatorschrank zum Steuerschrank verlaufen Datenleitungen, über die die von der Meßwerterfassungseinrichtung erfaßten Filtermeßwerte, &zgr;.E. die Filterspannung und der Filterstrom, über die Umsetzeinrichtung, an die Meßwertverarbeitungseinrichtung übertragen werden,

e) die Energieversorgungsleitungen und die Datenleitungen sind in den Schränken an Energieversorgungsanschlüsse bzw. an Datenanschlüsse angeschlossen.

Das Problem der Auswertungssysteme des Standes der Technik besteht darin, daß es beim Anschließen der Leitungen an die Anschlüsse zu Fehlverdrahtungen kommen kann. Bei einer Fehl verdrahtung kann nämlich die Netzspannung von 220 Volt versehentlich an die Signalausgänge der Meßwerterfassungseinrichtung angeschlossen werden. In diesem Fall wird die teuere, weil in ihrem Eingang hochspannungsfeste, Meßwerterfassungseinrichtung, die das erfaßte Hochspannungssignal

Kst/Doe / 12.05.1992

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in ein Kleinsignal umwandelt, zerstört. Dies führt zu erheblichen Mehrkosten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, ein Auswertungssystem zur Verfügung zu stellen, bei dem Verdrahtungsfehler unmöglich sind. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Leitungen und die Anschlüsse derart ausgestaltet sind, daß die Energieversorgungsleitungen bzw. die Datenleitungen nur an die Energie-Versorgungsanschlüsse bzw. nur an die Datenanschlüsse ankoppelbar sind.

Bisher wurden in derartigen Auswertungssystemen im Steuerschrank Analog-Anzeigen verwendet, die die vom Transformatorschrank übertragenen Signale analog anzeigten. Eine weitergehende Verarbeitung der Meßwerte fand nicht statt. Bei der vorliegenden Erfindung dagegen wird eine intelligente Meßwertverarbeitungseinrichtung im Steuerschrank angeordnet. Dies wird ebenfalls dadurch ermöglicht, daß Fehlverdrahtungen, welche die Meßwertverarbeitungseinrichtung zerstören könnten, nunmehr ausgeschlossen sind.

Wenn die Umsetzeinrichtung als Analog-Frequenz-Umsetzeinrichtung ausgebildet ist, ist die Datenübertragung besonders zuverlässig und störungssicher.

Wenn die Leitungen vorkonfektionierte Stecker aufweisen, ist es auf besonders einfache Weise unmöglich gemacht, Fehlverdrahtungen vorzunehmen. Die Stecker können z.B. aus einem Schukostecker für die Energieversorgung und aus einem Sub-D-Stecker oder einem BNC-Stecker für die Datenleitung bestehen. Es besteht prinzipell aber auch die Möglichkeit,

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daß ein gemeinsamer Stecker verwendet wird, der z.B. aufgrund seiner Symmetrieeigenschaften nur in einer Lage steckbar ist.

Wenn die Datenleitungen und die Energieversorgungsleitungen unvertauschbar ausgebildetet sind, können die Leitungen auch ohne Stecker nicht miteinander verwechselt werden. Die Datenleitungen können beispielsweise als Flachbandkabel oder als Koaxialkabel ausgebildet sein, während für die Energieversorgung ein konventionelles Kupferkabel verwendet wird.

Überraschenderweise sind auch Lichtwellenleiter als Datenleitungen verwendbar. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß entgegen den Erwartungen der Fachwelt Lichtwellenleiter den mechanischen Belastungen im rauhen Industriebetrieb durchaus gewachsen sind, wenn sie entsprechend ummantelt sind. Wenn die Datenleitungen als Lichtwellenleiter ausgebildet sind, ist eine galvanische Entkopplung und damit eine Potentialtrennung zwischen Steuerschrank und Transformatorschrank gegeben. Dadurch kann es nicht geschehen, daß durch einen Potentialsprung, wie er beispielsweise bei einem Filterdurchschlag auftritt, die Meßwerterfassungseinrichtung zerstört wird. Es ergibt sich also eine höhere Betriebssicherheit.

Die Datenleitungen und die Energieversorgungsleitungen sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Kabel geführt. Durch die Führung der Lichtwellenleiter in einem stabilen, gemeinsamen Kabel wird nämlich die mechanische Belastung der Lichtwellenleiter entscheidend reduziert. Es ist also gewährleistet, daß die Datenleitungen nicht abrupt unterbrochen werden.

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In dem gemeinsamen Kabel können auch noch weitere Leitungen, z.B. zur Überwachung der Transformatortemperatur, verlaufen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnungen sowie den weiteren Ansprüchen. Dabei zeigen:

FIG 1 eine Prinzipdarstellung des Auswertungssystems und FIG 2 einen Querschnitt durch das verwendete Kabel.

Gemäß FIG 1 ist im Transformatorschrank 1 der Hochspannungstransformator angeordnet. Vom Hochspannungstransformator ist der Übersichtlichkeit halber in FIG 1 nur die Sekundärwicklung 2 dargestellt. Die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung 2 wird über die Gleichrichtereinheit 4 an das nicht dargestellte Elektrofilter angelegt. Ein Ausgang der Gleichrichtereinheit 4 ist über den Reihenwiderstand 3 mit Erde verbunden. Der andere Ausgang der Gleichrichtereinheit 4 ist über die Nebenwiderstände 5, 6 ebenfalls mit Erde verbunden.

Die über die Leitungen 7, 8 abgegriffenen Signale sind proportional zum Filterstrom und zur Filterspannung.

Die Leitungen 7, 8 werden der Umsetzeinrichtung 9 zugeführt. Die Umsetzeinrichtung 9 weist intern einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) auf, der die eingespeisten Analog-Kleinsignale in Frequenzsignale umsetzt. Mit diesen Frequenzsignalen werden dann zwei nicht dargestellte Leuchtdioden angesteuert. Die Leuchtsignale werden in die Lichtwellenleiter 10 eingespeist, die im Kabel 11 zum Steuerschrank 12 geführt werden.

Im Steuerschrank 12 ist eine Recheneinheit 13 angeordnet. Die Recheneinheit 13 weist u. a. einen Demodulator 14 auf,

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der die Lichtsignale der Leitungen 10 empfängt und in Digital-Signale umsetzt. Die so im Rechner 13 zur Verfügung stehenden Digitalwerte für Filterstrom und Filterspannung können dann im Rechner 13 weiterverarbeitet werden, z.B. zur Steuerung der ebenfalls nicht dargestellten Stromversorgungseinrichtung des Elektrofilter. Der Rechner 13 steuert u. a. eine Anzeige 15 an, mittels derer der Filterstrom und die Filterspannung angezeigt werden.

Im Steuerschrank 12 ist ferner eine Stromversorgungseinrichtung 16 angeordnet, die der Stromversorgung der Umsetzeinrichtung 9 dient. Die Stromversorgungseinrichtung 16 liefert die Netzspannung von 220 Volt. Im einfachsten Fall besteht die Stromversorgungseinrichtung 16 aus zwei Anschlußklemmen.

Die Netzspannung wird über die Leitungen 17, die ebenfalls im Kabel 11 geführt sind, der Umsetzeinrichtung 9 zugeführt. In der Umsetzeinrichtung 9 wird die Spannung dann auf typisch 15 Volt heruntertransformiert und gleichgerichtet.

Das Kabel 11 ist in den Schränken 1, 12 mittels nicht dargestellter Kabelschellen befestigt. Von dort verlaufen die einzelnen Leitungen zu den Datenanschlüssen 18 und den Energieversorgungsanschlüssen 19. Die Datenanschlüsse 18 und die Energieversorgungsanschlüsse 19 sind dabei in an sich bekannter Weise ausgebildet.

Wegen der unterschiedlichen Art der Daten- bzw. Energieübertragung, nämlich im einen Fall Licht, im anderen Fall Strom, sind die Datenleitungen 10 und die Energieversorgungsleitungen 17 auf einen Blick unterscheidbar und daher praktisch unvertauschbar. Weiterhin wird selbst bei einem fehlerhaften Anschließen der Energieversorgungsleitungen an die Datenanschlußenden bzw. umgekehrt kein Kontakt ge-

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schaffen. Die Energieversorgungsleitungen 17 können also nur an die Energieversorgungsanschlüsse 19 angekoppelt werden. Ebenso können die Datenleitungen 10 nur an die Datenanschlußenden angekoppelt werden.

Wenn z. B. an die Lichtwellenleiter 10 vorkonfektionierte Stecker angeschlossen sind, kann auch die Möglichkeit eines fehlerhaften Anschließens der Energieversorgungsleitungen 17 an die Datenanschlüsse 18 bzw. der Datenleitungen 10 an die Energieversorgungsanschlüsse 19 mit Sicherheit ausgeschlossen werden.

Gemäß FIG 2 weist das Kabel 11 außer den Datenleitungen 10 und den Energieversorgungsleitungen 17 noch weitere Leitungen 20 auf. Mittels dieser Leitungen 20 werden weitere Informationen vom Transformatorschrank 1 zum Steuerschrank 12 übertragen, beispielsweise die Information über die Transformatortemperatur. Die weiteren Leitungen 20 und ihr Anschluß in den Schränken 1 und 12 wurde der Übersichtlichkeit halber jedoch in FIG 1 nicht dargestellt. Aufgrund des Mantels 21 des gemeinsamen Kabels 11 sind insbesondere die Lichtwellenleiter 10 im wesentlichen keinen mechanischen Belastungen ausgesetzt.

Da, wie oben erwähnt, Lichtwellenleiter zur Datenübertragung verwendet werden, müssen die erfaßten Strom- bzw. Spannungssignale zwangsweise moduliert werden. Auch dieser Zwang zur Modulation hat wegen der damit verbundenen Kosten bisher von der Verwendung von Lichtwellenleitern zur Signalübertragung abgehalten. Überraschenderweise ist jedoch trotzdem die verwendete Gesamtkombination von Umsetzeinrichtung 9, Lichtwellenleitern 10 und Umsetzeinrichtung 14 kosten-

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günstiger als bisher bekannte Lösungen. Es werden nämlich keine Umsetzer von 10 Volt auf 20 mA mehr benötigt. Weiterhin müssen im Gegensatz zu früher nur noch die sekundarseitigen Werte erfaßt werden, nicht mehr die primär- und die sekundarseitigen Werte.

Wie ebenfalls obenstehend erwähnt, werden die erfaßten Werte in Frequenzsignale umgesetzt. Die Frequenz, mit der die Leuchtdioden moduliert werden, ist stets von Null verschieden. Wenn das vom Demodulator IA emfangene Signal also nicht mehr moduliert ist, sondern gleichförmig, kann diese Information zur Erkennung eines Lichtwellenleiterbruchs bzw. einer sonstigen Fehlfunktion verwendet werden.

Claims (9)

92 G 3 2 4 7 OE Schutzansprüche

1. Auswertungssystem für ein Elektrofilter, das über einen Hochspannungstransformator (2) mit Energie versorgt wird, mit folgenden Merkmalen:

a) eine Meßwerterfassungseinrichtung (3,5,6) ist zusammen mit dem Hochspannungstransformator (2) in einem Transformatorschrank (1) angeordnet,

b) eine intelligente Meßwertverarbeitungseinrichtung (13) ist getrennt vom Transformatorschrank (1) in einem Steuer schrank (12) angeordnet,

c) vom Steuerschrank (12) zum Transformatorschrank (1) verlaufen Energieversorgungsleitungen (17), über die zumindest eine der Meßwerterfassungseinrichtung (3,5,6) nachgeschaltete Umsetzeinrichtung (9) mit Energie versorgt wird ,

d) vom Transformatorschrank (1) zum Steuerschrank (12) verlaufen Datenleitungen (10), über die die von der Meßwerterfassungseinrichtung (3,5,6) erfaßten Filtermeßwerte, z.E. die Filterspannung und der Filterstrom, über die Umsetzeinrichtung (9) an die Meßwertverarbeitungseinrichtung (13) übertragen werden,

e) die Energieversorgungsleitungen (17) und die Datenleitungen (10) sind in den Schränken (1,12) an Energieversorgungsanschlüsse (19) bzw. an Datenanschlüsse (18) angeschlossen,

f) die Leitungen (10,17) und die Anschlüsse (18,19) sind derart ausgestaltet, daß die Energieversorgungsleitungen

(17) bzw. die Datenleitungen (10) nur an die Energieversorgungsanschlüsse (19) bzw. nur an die Datenanschlüsse

(18) ankoppelbar sind.

2. Auswertungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Umsetzeinrichtung

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(9) als Analog-Frequenz-Umsetzeinrichtung (9) ausgebildet ist.

3. Auswertungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (10,17) vorkonfektionierte Stecker aufweisen.

4. Auswertungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitungen (10) und die Energieversorgungsleitungen (17) unvertauschbar ausgebildet sind.

5. Auswertungssystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten- leitungen (10) als Lichtwellenleiter (10) ausgebildet sind.

6. Auswertungssystem nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß die Datenleitungen (10) und die Energieversorgungsleitungen (17) in einem gemeinsamen Kabel (11) geführt sind.

7. Auswertungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß in dem gemeinsamen Kabel (11) weitere Leitungen (20) verlaufen.

8. Auswertungssystem nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Meßwertverarbeitungseinrichtung (13) und den steuerschrankseitigen Datenanschlüssen (18) eine Umsetzeinrichtung (14) angeordnet ist.

9. Auswertungssystem nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet , daß die Umsetzeinrichtung (14) als Frequenz-Digital-Umsetzeinrichtung (14) ausgebildet ist