WO2006087174A2 - Mittel- oder hochspannungsschaltanlage bestehend aus mindestens einem schaltgerät - Google Patents

Mittel- oder hochspannungsschaltanlage bestehend aus mindestens einem schaltgerät Download PDF

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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25428—Field device

Definitions

  • the invention relates to a medium or high voltage switchgear comprising at least one switching device, according to the preamble of claim 1.
  • Switchgear or a switchgear consisting of several switchgear are grouped together in an industrial plant mostly in the area of a central power supply station.
  • the invention is therefore the object of developing a medium or high voltage switchgear of the generic type to the effect that a functional integration of the associated switchgear is made possible with the highest possible technical functional comfort.
  • the stated object is achieved according to the invention in a medium or high voltage switchgear of the generic type by the characterizing features of claim 1.
  • the core of the invention is that the switching device or the switching devices are each provided with a data and / or control interface, with the help of the same or the same networked via a data and / or control line, such that the switching devices can be controlled by an electronic control center and the control of the same in a process, in particular an industrial process is einbindbar.
  • the switchgear can now be integrated in an industrial process. Although the switchgear does not have a directly acting function for the actual production or production process. However, there may be operating states in which an emergency shutdown must be generated under load, or in the event of a short circuit.
  • Operating states of the switchgear can be detected in a control center. Furthermore, it can also be that within the process or a production plant new electrical machines are involved, which makes a shutdown of certain cable strands necessary. Monitoring this also from the control center increases the security for the assembly personnel and the machines enormously. Furthermore, it can now also be detected automatically in an advantageous manner when it comes to short circuits in certain supply lines. The cause can also help by the integration of the switching states of the switchgear in the cause localization.
  • the more complex the production processes the more advantageous is the use of the medium- or high-voltage switchgear according to the invention.
  • an electronic unit for implementing the control signals of the data and / or control line is implemented in drive signals for the drive of the switching device.
  • senor signals such as switching state feedback signals and error signals of the switching device, can also be automatically returned to the electronic control center.
  • the switching device is thus involved in the production process to which the field devices of the production devices are otherwise connected.
  • the switching device is now able to be connected to different bus protocol systems. If certain drivers are required for this purpose, the automatic data transfer interface of a switching device can search for it via an implemented web browser and thus automatically calibrate the system automatically in automatic plug and play to the corresponding electronic transmission protocol. For remote diagnostics, it is provided that the data and / or control interface can also be queried for the purpose of remote maintenance. Remote maintenance can be carried out via a customer-internal data network (intranet or via the control center) or externally via the Internet. Thus, for example, the manufacturer and / or distributor of the switching devices can access by authorized service to these devices for the purpose of error analysis or remote maintenance.
  • the figure shows a switchgear consisting of several switching devices.
  • An incoming electrical three-phase string 20 is subdivided in a switchgear, consisting of the respective three-phase switching devices 1, 2 and 3.
  • the switches for switching under load and so-called disconnectors are arranged. These are operated by motor or in special cases by hand.
  • each switching device 1, 2, 3 data and communication interfaces 11, 12, 13 are arranged. With these a communication via a bus line 30 is possible, which in turn is connected to the control center 40 for data processing.
  • the switching device 1, 2, 3 also drive for the individual switches and sensors, position sensors, temperature sensors etc are arranged.
  • Access to the control center or vice-sa is via the protocol 42 set on the bus line.
  • This can be installed either in the control center or already in the data and communication interfaces 11, 12 and 13 of the switching devices 1, 2 and 3 Internet browser with which a remote control or remote maintenance, but at least a remote diagnosis is possible.
  • the switching device can also be integrated into a production plant in terms of control.
  • Each switching device 1, 2, 3 can be located and controlled via a respective individual addressing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage bestehend aus mindestens einem Schaltgerät. Um hierbei eine funktionale Einbindung auch der zugeordneten Schaltanlage mit dem höchstmöglichen technischen Funktionskomfort zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Schaltgerät bzw die Schaltgeräte (1, 2, 3) jeweils mit einer Daten- und/oder Steuerungsschnittstelle (11, 12, 13) versehen ist bzw sind, mit deren Hilfe dieselbe bzw dieselben über eine Daten- und/oder Steuerleitung (30) mit einer elektronischen Leitstelle (40) vernetzt sind, derart, dass die Schaltgeräte (1, 2, 3) von der elektronischen Leitstelle (40) ansteuerbar und die Steuerung derselben in einem Prozess, insbesondere einem industriellen Prozess einbindbar ist.

Description

Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage bestehend aus mindestens einem
Schaltgerät
Die Erfindung betrifft eine Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage bestehend aus mindestens einem Schaltgerät, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Schaltgeräte oder eine aus mehreren Schaltgeräten bestehende Schaltanlage, stehen zusammengefasst in einer industriellen Anlage zumeist im Bereich eine zentralen Energieversorgungsstation.
Bei großindustriellen Anlagen, beispielsweise in Großserienfertigungen oder in Chemieanlagen sind oft innerhalb der Industrieanlagen für sich autarke Fertigungsbereiche abgeteilt und verfügen über eine eigene Energieversorgungsstation oder ein eigenes Schaltfeld für Mittelspannung.
Aus sicherheitstechnischen Gründen werden diese Schaltfelder oft gesondert und vor Ort überwacht, da dort mit Spannungen bis 42 KV operiert wird.
Da in Großserienfertigungen ein hohes Maß an Automation vorliegt, bedarf es auch einer funktionalen Einbindung der hierfür zugeordneten Schaltanlage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass eine funktionale Einbindung auch der zugeordneten Schaltanlage mit dem höchstmöglichen technischen Funktionskomfort ermöglicht wird. Die gestellte Aufgabe wird bei einer Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der Erfindung ist, dass das Schaltgerät bzw die Schaltgeräte jeweils mit einer Daten- und/oder Steuerungsschnittstelle versehen ist, mit deren Hilfe dieselbe bzw dieselben über eine Daten- und/oder Steuerleitung vernetzt sind, derart dass die Schaltgeräte von einer elektronischen Leitstelle ansteuerbar und die Steuerung derselben in einem Prozess, insbesondere einem industriellen Prozess einbindbar ist. Durch die Einbringung dieser Mittel kann die Schaltanlage nunmehr in einem industriellen Prozess mit eingebunden werden. Der Schaltanlage kommt zwar eine für den eigentlichen Fertigungs- oder Produktionsprozess nicht direkt einwirkende Funktion zu. Es kann aber Betriebszustände geben, in denen unter Last eine Notabschaltung generiert werden muss, oder im Kurzschlussfall.
Wenn diese Situationen auftreten, ist es aber von erheblichem Vorteil, wenn diese
Betriebszustände der Schaltanlage in einer Leitstelle erfassbar sind. Desweiteren kann es auch sein, dass innerhalb des Prozesses oder einer Produktionsanlage neue elektrische Maschinen eingebunden werden, die eine Abschaltung gewisser Kabelstränge notwendig macht. Dies auch von der Leitstelle zu überwachen erhöht die Sicherheit für das Montagepersonal sowie die Maschinen enorm. Ferner kann somit nunmehr in vorteilhafter Weise auch automatisch erkannt werden, wenn es in bestimmten Versorgungssträngen zu Kurzschlüssen kommt. Dabei kann die Ursache durch Einbindung auch der Schaltzustände der Schaltanlage bei der Ursachenlokalisierung helfen.
Je komplexer die Produktionsprozesse sind, um so vorteilhafter ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage. In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass innerhalb der Schaltanlage, inbesondere innerhalb des Schaltgerätegehäuses eine elektronische Einheit zur Umsetzung der Steuersignale der Daten- und/oder Steuerleitung in Ansteuersignale für den Antrieb des Schaltgerätes implementiert ist. Damit werden die Schaltgeräte nunmehr mit einer autarken Kommunikationsauswertung ausgestattet. Die Schaltgeräte werden damit in technischem Sinne intelligent.
Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass auch Senorsignale, wie Schaltzustandsrückmeldesignale und Fehlersignale des Schaltgerätes automatisch auch an die elektronische Leitstelle rückmeldbar sind. Das Schaltgerät ist damit in den Produktionsprozess an dem ansonsten die Feldgeräte der Produktiongeräte angeschlossen sind, mit eingebunden.
Der Zweckmässigste aber nicht einzige Weg ist dabei in Einbindung in ein Busleitungssystem zum Einsatz kommt.
Weitere Kommunikationsmöglichkeiten bestehen darin, dass die Daten- und/oder signaltechnische Vernetzung der Daten- und/oder Steuerungsschnittstelle (n) eine bzw ein Netzwerk drahtloser Verbindungen erfolgt, wie Infrarot oder Bluetooth, oder W- Lan.
Weiterhin ist vorgesehen, dass im Schaltgerät implementiert oder zumindest dem Schaltgerät zugeordnet mindestens ein Protokollumsetzervorgesehen ist, der eine automatische Adaption an das auf der Daten- und/oder Signalleitung verwendete kommunizierte elektronische Protokoll automatisch erfolgt.
Damit ist das Schaltgerät nunmehr in der Lage an verschiedene Busprotokollsysteme angeschlossen zu werden. Sollten hierzu bestimmte Treiber erforderlich sein, so kann die automatische Datentransferschnittstelle eines Schaltgerätes über einen implementierten Webbrowser sich diesen suchen und das System damit quasi im automatischen Plug and Play auf das entsprechende elektronische Sendeprotokoll selbsttätig kalibrieren. Zur Ferndiagnose ist vorgesehen, dass die Daten- und/oder Steuerungsschnittstelle auch zum Zweck der Fernwartung abfragend ansteuerbar ist. Die Fernwartung kann dabei über ein jeweils kundeninternes Datennetzwerk (Intranet bzw über die Leitstelle) erfolgen, oder aber auch extern via Internet. So kann bspw der Hersteller und/oder Vertreiber der Schaltgeräte per Service auf diese Geräte zum Zwecke der Fehleranalyse oder der Fernwartung autorisiert zugreifen.
Insgesamt ergibt sich ein abgestimmtes intelligentes Schaltgerät oder eine entsprechende Schaltanlage.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Die Abbildung zeigt eine Schaltanlage die aus mehreren Schaltgeräten besteht. Ein einkommender elektrischer dreiphasiger Strang 20 wird in einer Schaltanlage, bestehend aus den jeweils dreiphasigen Schaltgeräten 1 , 2 und 3 unterverteilt. Innerhalb der Schaltgeräte 1 , 2, 3 sind die Schalter zum Schalten unter Last und sogenannte Trenner angeordnet. Diese werden motorisch oder in besonderen Fällen von Hand betrieben.
Innerhalb jedes Schaltgerätes 1 , 2, 3 sind Daten- und Kommunikationsschnittstellen 11 , 12, 13 angeordnet. Mit diesen ist eine Kommunikation über einer Busleitung 30 möglich, die wiederum datentechnisch an die Leitstelle 40 angebunden ist. Innerhalb des Schaltgerätes 1 , 2, 3 sind ausserdem Antrieb für die einzelnen Schalter auch Sensoren, Stellungssensoren, Temperatursensoren etc angeordnet.
Der Zugriff auf die Leitstelle oder vice ersa erfolgt über das auf der Busleitung eingestellte Protokoll 42.
Innerhalb der Schnittstellen 11 , 12, und 13 können auch entsprechende Protokollumsetzer mit implementiert sein. Die Leitstelle, von der aus nicht nur die
Überwachung der Schaltanlage erfolgt, sondern ggfs auch die Schaltsignale ausgelöst werden, kann dabei zum Zweck der Fehlerdiagnose oder der Fernsteuerung oder des Zugriffes auf eine übergeordnete Leitstelle eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle als Busleitung, oder drahtlos als Bluetooth oder Infrarot- Verbindung realisieren. Hierbei können entweder in der Leitstelle oder aber bereits in den Daten- und Kommunikationsschnittstellen 11, 12 und 13 der Schaltgeräte 1 , 2 und 3 Internetbrowser installiert sein, mit denen eine Fernsteuerung oder Fernwartung, zumindest aber eine Ferndiagnose möglich ist.
Auf diese Weise ist aufgabengemäß auch das Schaltgerät steuerungsmäßig in eine Produktionsanlage integrierbar. Jedes Schaltgerät 1 , 2, 3 kann über eine jeweils individuelle Adressierung lokalisiert und angesteuert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage bestehend aus mindestens einem Schaltgerät, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät bzw die Schaltgeräte (1 , 2, 3) jeweils mit einer Daten- und/oder Steuerungsschnittstelle (11, 12, 13) versehen ist bzw sind, mit deren Hilfe dieselbe bzw dieselben über eine Daten- und/oder Steuerleitung (30) vernetzt sind, derart, dass die Schaltgeräte (1, 2, 3) von einer elektronischen Leitstelle ( 40) ansteuerbar und die Steuerung derselben in einem Prozess, insbesondere einem industriellen Prozess einbindbar ist.
2. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Schaltanlage, inbesondere innerhalb der Schaltgerätegehäuses eine elektronische Einheit (11 , 12, 13) zur Umsetzung der Steuersignale der Daten- und/oder Steuerleitung in Ansteuersignale für den Antrieb des Schaltgerätes implementiert ist.
3. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch Senorsignale, wie Schaltzustandsrückmeldesignale und Fehlersignale des Schaltgerätes automatisch auch an die elektronische Leitstelle rückmeldbar sind.
4. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Daten- bzw Signalleitung (30) eine Busleitung zum Einsatz kommt.
5. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Schaltgeräten (1 , 2, 3) über eine Ringbusleitung vernetzt sind.
6. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- und/oder signaltechnische Vernetzung der Daten- und/oder
Steuerungsschnittstelle (n) (11, 12, 13) eine bzw ein Netzwerk drahtloser Verbindungen erfolgt, wie Infrarot oder Bluetooth, oder W-Lan.
7. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaltgerät (1 , 2, 13) implementiert oder zumindest dem Schaltgerät zugeordnet mindestens ein Protokollumsetzer vorgesehen ist, der eine automatische Adaption an das auf der Daten- und/oder Signalleitung (30) verwendete kommunizierte elektronische Protokoll automatisch erfolgt.
8. Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- und/oder Steuerungsschnittstelle (11 , 12, 13) auch zum
Zwecke der Fernwartung abfragend ansteuerbar ist.
9. Mittel- oder Hochspannungsanlage nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Schaltgerätes (1 , 2, 3) eine elektronische Kommunikationseinheit implementiert ist, mit welcher entweder über die Leitstelle (40) oder direkt ein Datenaustausch via Datennetzwerk ansteuerbar ist. 10 Mittel- oder Hochspannungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Datennetzwerk eine Intranet-Schnittstelle und/oder einer Internet-Schnittstelle (41) enthält.
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