WO2008040263A1 - Redundant protective system and method for the redundant monitoring of objects to be protected in an electrical energy supply system - Google Patents

Redundant protective system and method for the redundant monitoring of objects to be protected in an electrical energy supply system Download PDF

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WO2008040263A1
WO2008040263A1 PCT/DE2006/001754 DE2006001754W WO2008040263A1 WO 2008040263 A1 WO2008040263 A1 WO 2008040263A1 DE 2006001754 W DE2006001754 W DE 2006001754W WO 2008040263 A1 WO2008040263 A1 WO 2008040263A1
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protective
protection device
devices
main
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PCT/DE2006/001754
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Klaus BÖHME
Gerhard Lang
Ludwig Schiel
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02H7/262—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of switching or blocking orders
    • H—ELECTRICITY
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals

Definitions

  • protection devices are complex devices in a fault-sensitive system, redundancy requirements are frequently made in order to provide a backup protection device in the event of the failure of a protection device, which can take over the functions of the failed protection device without interruption.
  • a disadvantage of this protection system is that in the case of failure of one of the protection devices 23a, 23b at the branches 22a, 22b by the additional protection device 24, the entire busbar 21 including all outgoing branches 22a, 22b is turned off, so inevitably from this shutdown faultless branches are affected.
  • a protection device is used as the main protection device 31 for the simultaneous monitoring of two branches 32a, 32b.
  • the main protection device 31 may be connected in parallel with a second protection device as a reserve protection device 33, which assumes its protective tasks in the event of a failure of the main protection device 31.
  • the object of the invention is to specify a redundant protection system and a method for the redundant monitoring of protective objects in an electrical energy supply network, with which a high degree of availability of the protection is ensured at the lowest possible cost.
  • a local process bus connected to the respective protection object is provided for the main protection devices for detecting the voltage and / or current measurement values and for outputting the trigger signal, and for the reserve protection device for detecting the voltage and current and / or current readings and for the delivery of the triggering signal, a cross-process bus connected to all protection objects, which is different from the local process buses is.
  • a separate communication system for transmitting the measured values is created, which supplies the individual main protective devices in each case via separate process buses and the backup protection device via an overarching process bus with the corresponding voltage and / or current measured values of the protective objects. In this way, the overload of a single process bus due to excessive amounts of data can be effectively avoided.
  • Figure 2 shows a second embodiment of a redundant protection system according to the prior art
  • Figure 3 shows a third embodiment of a redundant protection system according to the prior art
  • Figure 5 is a schematic representation of a redundant
  • FIG. 6 shows a redundant protection system with two protection objects and two protection devices for the protection objects main protection and backup protection
  • FIG. 7 shows a redundant protection system with three protective objects and three protective devices carrying three main and backup protections.
  • the voltage measurement values characterizing the voltage applied to the respective branch 42a, 42b can be detected with the voltage converter devices not shown in FIG. 4 for the sake of clarity.
  • the respective electrical protection device 44a, 44b using so-called protection algorithms, make a decision as to whether or not there is a fault on the respective branch 42a, 42b.
  • the respective electrical protection device 44a, 44b outputs a trigger signal A via a command output to the respective circuit breaker 43a, 43b in order to cause it to open its switching contacts and thus faulty branch 42a, 42b separate from the rest of the power grid.
  • the electrical protection devices 44a, 44b normally perform the protective functions for the protective object assigned to them, ie in this case the branches 42a and 42b, they represent the main protective devices for the branches 42a, 42b.
  • the reserve protection device 46 makes a decision as to whether or not there is an error on the respective branch 42a, 42b.
  • the reserve protection device 46 also has the option of causing the power switches 43a, 43b to open their switching contacts via a triggering signal.
  • the backup protection device 46 will however not send a triggering signal to the power switches 43a, 43b, since it works only in the background, but initially does not perform active protection functions. However, if one of the main protection devices 44a, 44b fails, it can seamlessly take over its functions since, as already mentioned, the current and / or voltage measurement values required for the determination of the decision are continuously (ie also in the case of functional main protection devices 44a, 44b) Branches 42a, 42b gets transmitted.
  • the failure of one of the main protection devices 44a, 44b can be recognized by the reserve protection device 46 in various ways.
  • a regular exchange of signals can take place which indicate the full functionality of the main protection devices 44a, 44b.
  • the backup protection device 46 closes on the failure of one of the main protection devices and seamlessly takes over its functions for the corresponding branch 42a, 42b.
  • Such a rather local process bus connects the respective protected object 51a, 51b, 51c with its associated main protection device 52a, 52b, 52c.
  • the measured values can be transmitted in analog or digital form. In a digital transmission, the measured values can be For example, according to the Ethernet standard to the protection devices 52a, 52b, 52c are transmitted.
  • a common reserve protection device 54 is provided.
  • This backup protection device 54 receives the current and / or voltage measured values acquired at all protective objects 51a, 51b, 51c. These are communicated between the respective protection object 51a, 51b, 51c and the backup protection device 54 via a cross-process process bus 55.
  • the measured values are used for this purpose with the respectively connected to the main protection devices or the reserve protection device Stromnd. Voltage converters recorded with correspondingly different sampling rates; thus, the persons entering the main protection rate connected current or voltage converter devices, for example, with a sampling rate of 10 kHz, while the connected to the reserve protection device Stromnd. Voltage transformers record their measurements with a reduced sampling rate of 1 kHz, for example.
  • the lower sampling rate enables the transmission of measured values of all protection objects on the overall process bus, without overloading the transmission bandwidth of the overall process bus.
  • the current or voltage conversion means present on the corresponding protection object 51a, 51b, 51c can be automatically set to a higher sampling rate, and instead of the reduced sampling rate of e.g. 1 kHz, their measurements at the full sampling rate of e.g. Pick up 10 kHz and couple it into the overall process bus.
  • the backup protection device 54 Since the number of protective objects which are monitored by the backup protection device 54 is not limited to three, a high level of protection objects to be monitored can provide to the backup protection device 54 another backup protection device 56. be connected in parallel, which splits with the first backup protection device 46, the monitoring of the protected objects or the redundancy of the system further increased by it can take over its functions in case of failure of the backup protection device.
  • a bus bar 61 is provided, depart from the two branches 62a and 62b.
  • Each branch can be separated from the busbar and thus from the rest of the power supply network by an associated circuit breaker 63a, 63b.
  • two protective devices 64 and 65 are provided for monitoring the branches 62a, 62b for possibly occurring faults.
  • the protective devices 64 and 65 receive current measured values recorded by the current converter devices 66a, 66b as well as voltage measurement values which may also be corresponding to voltage converter devices, not shown.
  • each of the protective devices 64, 65 can output to the power switches 63a, 63b a trigger signal that causes the power switch to open its switch contacts.
  • the backup protection function can normally be carried out with reduced power, that is, for example, as already explained, with current and voltage measured values of a lower sampling rate.
  • the failure detection of one of the two protective devices 64, 65 can be carried out analogously to the methods explained in FIG. 4.
  • FIG. 7 shows a sam- busbar 71, depart from the branches 72a, 72b, 72c.
  • the branches 72a, 72b, 72c can be switched off by power switches 73a, 73b, 73c.
  • three protection devices 74, 75, 76 are present, each of the protection devices 74, 75, 76 is assigned to exactly one protection object as the main protection device and exactly one other protection object as backup protection device.
  • the protective device 74 is associated with the branch 72a as the main protection device and the branch 72b as the reserve protection device.
  • the protective device 75 is assigned to the branch 72b as the main protection device and the branch 72c as the reserve protection device, while the protection device 76 is assigned to the branch 72c as the main protection device and the branch 72a as the reserve protection device.
  • each protection object is assigned exactly one main protection device and a different backup protection device.
  • protection device 74, 75, 76 assigned to it as a reserve protection device can assume its protective functions, so that full redundancy for the protection of the protective objects 72a, 72b, 72c is reached.
  • the number of protective objects is not limited to three, but any number of protective objects can be protected with a correspondingly equal number of protective devices.

Abstract

The invention relates to a redundant protective system for monitoring objects to be protected (42a, 42b) in an electrical energy supply system with at least two objects to be protected (42a, 42b) and at least two electrical protective devices (44a, 44b). In order to increase the availability of such a protective system, the invention proposes that the at least two electrical protective devices (44a, 44b) are each designed as the main protective device for an object to be protected (42a, 42b) and an additional electrical protective device (46) is provided as the reserve protective device for all objects to be protected (42a, 42b). Alternatively, the invention can also provide that each electrical protective device (64, 65) is associated with precisely one object to be protected (62a, 62b) as the main protective device and with precisely one other object to be protected as the reserve protective device. The invention also relates to a method for the redundant monitoring of objects to be protected in an energy supply system.

Description

Beschreibungdescription
Redundantes Schutzsystem und Verfahren zum redundanten Überwachen von Schutzobjekten in einem elektrischen Energiever- sorgungsnetzRedundant protection system and method for redundant monitoring of protection objects in an electrical energy supply network
Die Erfindung betrifft ein redundantes Schutzsystem zum Überwachen von Schutzobjekten in einem elektrischen Energieversorgungsnetz mit mindestens zwei über Leistungsschalter aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz abtrennbaren Schutzobjekten sowie mindestens zwei elektrischen Schutzgeräten, wobei die Anzahl der elektrischen Schutzgeräte der Anzahl der Schutzobjekte entspricht und wobei jedes elektrische Schutzgerät einerseits mit Messaufnehmern zur Erfassung von Span- nungs- und/oder Strommesswerten, die die an dem jeweiligen Schutzobjekt anliegende Spannung und/oder den durch das jeweilige Schutκobjekt fließenden Strom charakterisieren, verbunden ist und andererseits mit dem dem jeweiligen Schutzobjekt zugeordneten Leistungsschalter über Kommandoausgänge zur Abgabe eines einen Fehlerfall anzeigenden Auslösesignals in Verbindung steht .The invention relates to a redundant protection system for monitoring protective objects in an electrical energy supply network having at least two protective devices detachable from the electrical power supply network and at least two electrical protection devices, wherein the number of electrical protection devices corresponds to the number of protective objects and wherein each electrical protection device on the one hand with sensors for detecting voltage and / or current measured values which characterize the voltage applied to the respective protected object and / or the current flowing through the respective bulk object, and, on the other hand, to the circuit breaker associated with the respective protected object via command outputs for delivering a fault indicating trigger signal is in communication.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum redundanten Überwachen von Schutzobjekten in einem elektrischen Energie- Versorgungsnetz.The invention also relates to a method for the redundant monitoring of protective objects in an electrical energy supply network.
Bei der Überwachung von Schutzobjekten, wie z.B. Abzweigen, Sammelschienen, Transformatoren und Generatoren in Energieversorgungsnetzen werden üblicherweise so genannte Schutzge- rate eingesetzt. Ein solches Schutzgerät erfasst über Messwandlereinrichtungen an dem jeweiligen Schutzobjekt Ströme und/oder Spannungen und wertet die Messwerte unter Anwendung von Schutzalgorithmen dahingehend aus, ob an dem Schutzobjekt ein Fehler, z.B. ein Erdschluss, oder ein Leiter-Leiter- Schluss, aufgetreten ist. Wird ein Fehler erkannt, erzeugt das Schutzgerät ein Auslösesignal, das einen Leistungsschalter zum Öffnen seiner Schaltkontakte veranlasst und das fehlerbehaftete Schutzobjekt gleichsam von dem restlichen Ener- gieversorgungsnetz abtrennt.When monitoring protective objects, such as branches, busbars, transformers and generators in energy supply networks, so-called protection rates are usually used. Such a protective device detects currents and / or voltages on the respective protected object via measuring converter devices and evaluates the measured values using protective algorithms to determine whether an error, for example a ground fault, or a conductor-conductor is present on the protected object. Conclusion, occurred. If an error is detected, the protective device generates a tripping signal, which causes a circuit breaker to open its switch contacts and, as it were, disconnects the faulty protective object from the rest of the energy supply network.
Da es sich bei den Schutzgeräten um komplexe Geräte in einem fehlersensiblen System handelt, werden häufig Redundanzanforderungen gestellt, um bei Ausfall eines Schutzgerätes ein Re- serveschutzgerät bereitzuhalten, das möglichst übergangslos die Funktionen des ausgefallenen Schutzgerätes übernehmen kann.Since the protection devices are complex devices in a fault-sensitive system, redundancy requirements are frequently made in order to provide a backup protection device in the event of the failure of a protection device, which can take over the functions of the failed protection device without interruption.
Figur 1 zeigt ein üblicherweise eingesetztes Redundanzkonzept bei der Überwachung von Schutzobjekten in einem elektrischen Energieversorgungsnetz. Man erkennt eine Sammelschiene 11, von der zwei Schutzobjekte in Form von Abzweigen 12a, 12b abgehen, die jeweils durch nur schematisch dargestellte Leistungsschalter 13a, 13b von der Sammelschiene elektrisch ab- trennbar sind. Zur Überwachung der Abzweige 12a, 12b werden elektrische Schutzgeräte als Hauptschutzgeräte 14a, 14b eingesetzt, die über Stromwandlereinrichtungen 15a, 15b sowie Spannungswandlereinrichtungen 16a, 16b Strom- und Spannungs- messwerte erfassen und mit Hilfe von Schutzalgorithmen aus- werten. Im Fall eines Fehlers auf einem der Abzweige 12a, 12b erzeugt das jeweilige Hauptschutzgerät ein Auslösesignal zum Öffnen des jeweiligen Leistungsschalters 13a, 13b. Zur Gewährleistung einer redundanten Überwachung ist parallel zu jedem der HauptSchutzgeräte 14a, 14b ein Reserveschutzgerät 17a, 17b vorgesehen. Beim Ausfall eines der Hauptschutzgeräte 14a, 14b kann das jeweilige Reserveschutzgerät 17a, 17b dessen Schutzfunktionen übernehmen. Aus der US-Patentschrift US 6,567,256 Bl ist ein ähnliches Schutzsystem zum Überwachen von Abzweigen in einem elektrischen Energieversorgungsnetz bekannt, bei dem jedem Phasenleiter des Abzweiges ein separates Schutzgerät zugeordnet ist . Da bei Kurzschlüssen auf dreiphasigen Ξnergieversor- gungsleitungen häufig zumindest zwei Phasenleiter involviert sind, bilden jeweils zwei der die einzelnen Phasenleiter schützenden Schutzgeräte ein redundantes Überwachungssystem, so dass bei Ausfall eines Schutzgerätes immer noch ein zwei- tes Schutzgerät vorhanden ist.Figure 1 shows a commonly used redundancy concept in the monitoring of protective objects in an electrical energy supply network. One recognizes a busbar 11, from which two protective objects in the form of branches 12a, 12b emerge which are each electrically separable from the busbar by circuit breakers 13a, 13b which are shown only schematically. For monitoring the branches 12a, 12b, electrical protective devices are used as main protective devices 14a, 14b, which detect current and voltage measurement values via current transformer devices 15a, 15b and voltage transformer devices 16a, 16b and evaluate them with the aid of protection algorithms. In the case of a fault on one of the branches 12a, 12b, the respective main protection device generates a trigger signal for opening the respective circuit breaker 13a, 13b. To ensure redundant monitoring, a backup protection device 17a, 17b is provided parallel to each of the main protection devices 14a, 14b. If one of the main protection devices 14a, 14b fails, the respective reserve protection device 17a, 17b can take over its protective functions. US Pat. No. 6,567,256 B1 discloses a similar protection system for monitoring branches in an electrical energy supply network, in which a separate protective device is assigned to each phase conductor of the branch. Since short circuits on three-phase energy supply lines often involve at least two phase conductors, two of the protective devices protecting the individual phase conductors each form a redundant monitoring system so that a second protective device is still present if one protective device fails.
Die zuvor genannten Beispiele redundanter Schutzsysteme besitzen den Nachteil, dass sie mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden sind, da für jedes Schutzobjekt mindestens zwei Schutzgeräte vorgesehen sein müssen.The aforementioned examples of redundant protection systems have the disadvantage that they are associated with comparatively high costs, since at least two protection devices must be provided for each protection object.
Aus derselben US-Patentschrift (US 6,567,256 Bl) geht außerdem ein weiteres Schutzsystem hervor, wie es beispielhaft in Figur 2 gezeigt ist. Bei diesem Schutzsystem ist jedem von der Sammelschiene 21 abgehenden Abzweig 22a, 22b ein Schutz- gerät 23a, 23b zugeordnet, wobei jedes Schutzgerät 23a, 23b alle drei Phasenleiter des Abzweiges 22a, 22b gemeinsam überwacht. Ein zusätzliches Schutzgerät 24 ist vor der Sammelschiene 21 angeordnet, um so einen zusätzlichen Schutz bei Ausfall eines der Schutzgeräte 23a, 23b an den Abzweigen 22a, 22b zu gewährleisten.The same US patent (US Pat. No. 6,567,256 B1) also discloses another protective system, as shown by way of example in FIG. In this protection system, a protective device 23a, 23b is assigned to each branch 22a, 22b leaving the busbar 21, each protective device 23a, 23b monitoring all three phase conductors of the branch 22a, 22b together. An additional protective device 24 is arranged in front of the busbar 21 so as to ensure additional protection in the event of failure of one of the protective devices 23a, 23b at the branches 22a, 22b.
Nachteilig bei diesem Schutzsystem ist, dass im Falle des Ausfalls eines der Schutzgeräte 23a, 23b an den Abzweigen 22a, 22b durch das zusätzliche Schutzgerät 24 die gesamte Sammelschiene 21 inklusive aller davon abgehenden Abzweige 22a, 22b abgeschaltet wird, so dass von dieser Abschaltung zwangsläufig auch fehlerfreie Abzweige betroffen sind. Aus der genannten US-Patentschrift (US 6,567,256 Bl) geht schließlich ein weiteres redundantes Schutzsystem hervor, wie es beispielhaft in Figur 3 illustriert ist. Bei diesem Schutzsystem wird ein Schutzgerät als Hauptschutzgerät 31 zur gleichzeitigen Überwachung zweier Abzweige 32a, 32b eingesetzt. Um die Verfügbarkeit des Schutzes zu erhöhen, kann dem Hauptschutzgerät 31 ein zweites Schutzgerät als Reserveschutzgerät 33 parallel geschaltet sein, das bei einem Ausfall des Hauptschutzgerätes 31 dessen Schutzaufgaben über- nimmt .A disadvantage of this protection system is that in the case of failure of one of the protection devices 23a, 23b at the branches 22a, 22b by the additional protection device 24, the entire busbar 21 including all outgoing branches 22a, 22b is turned off, so inevitably from this shutdown faultless branches are affected. Finally, another redundant protection system emerges from the cited US patent (US Pat. No. 6,567,256 B1), as illustrated by way of example in FIG. In this protection system, a protection device is used as the main protection device 31 for the simultaneous monitoring of two branches 32a, 32b. In order to increase the availability of the protection, the main protection device 31 may be connected in parallel with a second protection device as a reserve protection device 33, which assumes its protective tasks in the event of a failure of the main protection device 31.
Nachteilig bei diesem System ist die vergleichsweise hohe Auslastung des die beiden Abzweige 32a, 32b gleichzeitig schützenden Hauptschutzgerätes 31.A disadvantage of this system is the comparatively high utilization of the two branches 32a, 32b simultaneously protecting main protection device 31st
Aufgabe der Erfindung ist es, ein redundantes Schutzsystem und ein Verfahren zum redundanten Überwachen von Schutzobjekten in einem elektrischen Energieversorgungsnetz anzugeben, mit dem bei möglichst geringen Kosten ein hohes Maß an Ver- fügbarkeit des Schutzes gewährleistet ist.The object of the invention is to specify a redundant protection system and a method for the redundant monitoring of protective objects in an electrical energy supply network, with which a high degree of availability of the protection is ensured at the lowest possible cost.
Hinsichtlich des redundanten Schutzsystems wird diese Aufgabe durch ein redundantes Schutzsystem zum Überwachen von Schutzobjekten in einem elektrischen Energieversorgungsnetz der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die mindestens zwei elektrischen Schutzgeräte jeweils für ein Schutzobjekt als Hauptschutzgerät eingerichtet sind und ein zusätzliches elektrisches Schutzgerät vorgesehen ist, das zur Erfassung der Spannungs- und/oder Strommesswerte und für die mindestens zwei Schutzobjekte als Reserveschutzgerät eingerichtet ist, wobei bei Ausfall eines der Hauptschutzgeräte eines Schutzobjektes das zusätzliche Schutzgerät zur Übernahme der Schutzfunktionen für das dem ausgefallenen Hauptschutzgerät zugeordnete Schutzobjekt eingerichtet ist. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Schutzsystems besteht darin, dass ein hohes Maß an Verfügbarkeit des Schutzes dadurch erreicht wird, dass zwar zunächst jedem Schutzobjekt ein eigenes Schutzgerät als Hauptschutzgerät zugeordnet ist, jedoch der Reserveschutz durch ein gemeinsames zusätzliches Schutzgerät gebildet wird. Dies stützt sich auf die Erkenntnis, dass bei Verwendung von Schutzgeräten mit ausreichend großer Rechenkapazität ein Schutzgerät für mehrere Schutzob- jekte eingesetzt werden kann.With regard to the redundant protection system, this object is achieved by a redundant protection system for monitoring protective objects in an electrical energy supply network of the type mentioned, in which the at least two electrical protection devices are each set up for a protection object as the main protection device and an additional electrical protection device is provided for Detection of the voltage and / or current measured values and for the at least two protective objects is set up as a backup protection device, in case of failure of one of the main protection devices of a protected object, the additional protection device is set up to take over the protection functions for the failing main protection device associated protection object. The advantage of the protection system according to the invention is that a high degree of availability of the protection is achieved by initially assigning each protection object its own protection device as the main protection device, but the backup protection is formed by a common additional protection device. This is based on the finding that a protective device for several protective objects can be used when using protective devices with sufficient computing power.
Die Erfindung vereint die Vorteile eines Schutzsystems, bei dem jedem Schutzobjekt ein separates Schutzgerät zugeordnet ist, mit einem System, bei dem ein einziges Schutzgerät für mehrere Schutzobjekte zuständig ist. Da die Wahrscheinlichkeit, dass gleichzeitig mehrere Hauptschutzgeräte ausfallen, vergleichsweise gering ist, genügt entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung ein Reserveschutκgerät für alle Schutzobjekte. Beim Ausfall eines Hauptschutzgerätes kann das Reser- veschutzgerät aufgrund seiner hohen Rechenkapazität an die Stelle des Hauptschutzgerätes treten und zusätzlich den Reserveschutz für die übrigen Hauptschutzgeräte bilden bis das ausgefallene Hauptschutzgerät ersetzt oder repariert worden ist .The invention combines the advantages of a protection system in which each protection object is assigned a separate protection device, with a system in which a single protection device is responsible for multiple objects protection. Since the probability that several main protective devices fail at the same time is comparatively low, it is sufficient, according to the solution according to the invention, to have a reserve protection device for all protective objects. If a main protection device fails, the reserve protection device can take the place of the main protection device due to its high computing capacity and additionally form the back-up protection for the remaining main protection devices until the failed main protection device has been replaced or repaired.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schutzsystems besteht darin, dass für die Hauptschutzgeräte zum Erfassen der Spannungs- und/oder Strommesswerte und zur Abgabe des Auslösesignals jeweils ein mit dem jeweiligen Schutzob- jekt verbundener lokaler Prozessbus vorgesehen ist und für das Reserveschutzgerät zum Erfassen der Spannungs- und/oder Strommesswerte und zur Abgabe des Auslösesignals ein mit allen Schutzobjekten verbundener übergreifender Prozessbus, der von den lokalen Prozessbussen verschieden ist, vorgesehen ist. Auf diese Weise wird ein getrenntes Kommunikationssystem zum Übertragen der Messwerte geschaffen, das die einzelnen HauptSchutzgeräte jeweils über getrennte Prozessbusse und das Reserveschutzgerät über einen übergreifenden Prozessbus mit den entsprechenden Spannungs- und/oder Strommesswerten der Schutzobjekte versorgt. Auf diese Weise kann die Überlastung eines einzigen Prozessbusses aufgrund zu hoher Datenmengen wirksam vermieden werden.An advantageous further development of the protection system according to the invention is that a local process bus connected to the respective protection object is provided for the main protection devices for detecting the voltage and / or current measurement values and for outputting the trigger signal, and for the reserve protection device for detecting the voltage and current and / or current readings and for the delivery of the triggering signal, a cross-process bus connected to all protection objects, which is different from the local process buses is. In this way, a separate communication system for transmitting the measured values is created, which supplies the individual main protective devices in each case via separate process buses and the backup protection device via an overarching process bus with the corresponding voltage and / or current measured values of the protective objects. In this way, the overload of a single process bus due to excessive amounts of data can be effectively avoided.
Um die Verfügbarkeit des Reserveschutzes noch weiter zu erhöhen, kann als vorteilhafte Weiterbildung ferner ein weiteres Reserveschutzgerät vorgesehen sein, das zu dem ersten Reserveschutzgerät parallel angeordnet ist.In order to further increase the availability of backup protection, an additional reserve protection device may further be provided as an advantageous development, which is arranged in parallel with the first backup protection device.
Bezüglich des Verfahrens wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum redundanten Überwachen von Schutzobjekten in einem elektrischen Energieversorgungsnetz gelöst, bei dem Spannungs- und/oder Strommesswerten, die die an dem jeweiligen Schutzobjekt anliegende Spannung und/oder den durch ein jeweiliges Schutzobjekt fließenden Strom charakterisieren, erfasst werden; die Spannungs- und/oder Strommesswerte werden einerseits an das dem jeweiligen Schutzobjekt zugeordnete elektrische Hauptschutzgerät und andererseits an ein allen Schutzobjekten gemeinsam zugeordnetes Reserveschutzgerät übermittelt; die Spannungs- und/oder Strommesswerte werden überwacht und es wird ein Auslδsesignal mit dem jeweiligen Hauptschutzgerät erzeugt, falls die Spannungs- und/oder Strommesswerte auf einen Fehler in dem jeweiligen Schutzobjekt hinweisen, wobei das Auslösesignal einen Leistungsschal- ter zum Abtrennen des fehlerbehafteten Schutzobjektes aus dem Energieversorgungsnetz veranlasst; außerdem werden die Hauptschutzgeräte durch das Reserveschutzgerät überwacht und bei Erkennen eines Ausfalls eines der Hauptschutzgeräte werden die Sσhutzfunktionen für das dem ausgefallen Hauptschutzgerät zugeordnete Schutzobjekt durch das Reserveschutzgerät übernommen.With regard to the method, the above-mentioned object is achieved by a method for redundantly monitoring protective objects in an electrical energy supply network, in which voltage and / or current measured values characterize the voltage applied to the respective protected object and / or the current flowing through a respective protected object to be recorded; the voltage and / or current measured values are transmitted, on the one hand, to the main electrical protection device assigned to the respective protection object and, on the other hand, to a reserve protection device which is assigned to all protection objects; the voltage and / or current measured values are monitored and an output signal is generated with the respective main protective device if the voltage and / or current measured values indicate an error in the respective protected object, the tripping signal comprising a circuit breaker for disconnecting the faulty protected object the energy supply network causes; In addition, the main protection devices are monitored by the backup protection device, and upon detection of a failure of one of the main protection devices, the protection functions for the failed main protection device become assigned protection object by the reserve protection device.
Als vorteilhafte Weiterbildung des genannten Verfahrens kann zudem vorgesehen sein, dass die Spannungs- und/oder Strommesswerte an das jeweilige Hauptschutzgerät jeweils über einen eigenen lokalen Prozessbus übermittelt werden und die Spannungs- und/oder Strommesswerte an das Reserveschutzgerät über einen mit allen Schutzobjekten verbundenen übergreifen- den Prozessbus, der von den lokalen Prozessbussen verschieden ist, übermittelt werden.As an advantageous development of the said method, it can also be provided that the voltage and / or current measured values are respectively transmitted to the respective main protective device via a separate local process bus and the voltage and / or current measured values are transmitted to the reserve protection device via a crossover device connected to all the protective objects. the process bus, which is different from the local process buses, are transmitted.
Um den übergreifenden Prozessbus nicht zu überlasten, kann zudem vorgesehen sein, dass auf den lokalen Prozessbussen Spannungs- und/oder Strommesswerte mit einer höheren Abtast- rate übertragen werden als auf dem übergreifenden Prozessbus. Hierdurch kann einer begrenzten Übertragungsbandbreite des übergreifenden Prozessbusses Rechnung getragen werden, da auf diesem nur eine reduzierte Anzahl von Spannungs- und/oder Strommesswerten übertragen werden muss.In order not to overload the overlapping process bus, it can also be provided that voltage and / or current measured values are transmitted on the local process buses at a higher sampling rate than on the cross-process bus. In this way, a limited transmission bandwidth of the cross-process bus can be taken into account, since only a reduced number of voltage and / or current measured values has to be transmitted on this.
Die oben genannte Aufgabe wird zudem hinsichtlich des Schutzsystems auch durch ein redundantes Schutzsystem der oben genannten Art gelöst, bei dem jedes elektrische Schutzgerät ge- nau einem Schutzobjekt als Hauptschutzgerät und genau einem anderen Schutzobjekt als Reserveschutzgerät zugeordnet ist, wobei bei Ausfall eines Hauptschutzgerätes eines Schutzobjektes das jeweilige Reserveschutzgerät zur Übernahme der Schutzfunktionen für dieses Schutzobjekt eingerichtet ist.The above object is also achieved in terms of the protection system by a redundant protection system of the type mentioned above, in which each electrical protection device is assigned to a protected object as main protection device and exactly another protected object as backup protection device, in case of failure of a main protection device of a protected object respective reserve protection device is set up to take over the protection functions for this protection object.
Bei lediglich zwei Schutzobjekten entsteht auf diese sozusagen eine Kreuzredundanz, weil die beiden elektrischen Schutzgeräte jeweils für ein Schutzobjekt als Hauptschutzgerät und für das andere Schutzobjekt als Reserveschutzgerät fungieren. Hierdurch kann bei zwei Schutzobjekten besonders vorteilhaft erreicht werden, dass trotz des Vorsehens von nur zwei Schutzgeräten und damit verbundenen geringen Kosten die Auslastung jedes der Schutzgeräte im fehlerfreien Fall verhält- nismäßig gering ist, da jedes Schutzgerät nur für ein Schutzobjekt das Hauptschutzgerät darstellt. Lediglich für den Fall des Ausfalls eines der beiden Schutzgeräte muss das weitere Schutzgerät die Schutzfunktionen für beide Schutzobjekte durchführen, bis das ausgefallene Schutzgerät ersetzt oder repariert worden ist.In the case of only two protective objects, a cross-redundancy arises, as it were, because the two electrical protection devices each act as a main protection device for one protection object and as a reserve protection device for the other protection object. In this way, it can be achieved particularly advantageously in the case of two protective objects that despite the provision of only two protective devices and associated low costs, the utilization of each of the protective devices in the fault-free case is relatively low since each protective device represents the main protective device only for one protective object. Only in the event of failure of one of the two protection devices, the further protection device must perform the protection functions for both protection objects until the failed protection device has been replaced or repaired.
Bei mehr als zwei Schutzobjekten sind bei diesem Schutzsystem mehrere elektrische Schutzgeräte entsprechend der Anzahl der Schutzobjekte vorgesehen. Da jedes elektrische Schutzgerät genau einem Schutzobjekt als Hauptschutzgerät und genau einem anderen Schutzobjekt als Reserveschutzgerät zugeordnet ist, kann auf diese Weise auch bei mehr als zwei Schutzobjekten mit nur jeweils einem Schutzgerät pro Schutzobjekt ein vollständig redundantes Schutzsystem geschaffen werden.With more than two protective objects, this protective system provides several electrical protective devices according to the number of protective objects. Since each electrical protection device is assigned to exactly one protection object as main protection device and exactly one other protection object as backup protection device, a completely redundant protection system can be created in this way even with more than two protection objects with only one protection device per protection object.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Hierzu zeigenIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. Show this
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines redundanten Schutzsystems nach dem Stand der Technik;Figure 1 shows a first embodiment of a redundant protection system according to the prior art;
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines redundanten Schutzsystems nach dem Stand der Technik;Figure 2 shows a second embodiment of a redundant protection system according to the prior art;
Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines redundanten Schutzsystems nach dem Stand der Technik;Figure 3 shows a third embodiment of a redundant protection system according to the prior art;
Figur 4 ein redundantes Schutzsystem mit zweiFigure 4 shows a redundant protection system with two
Hauptschutzgeräten und einem gemeinsamen Reserve- schutzgerät ; Figur 5 eine schematische Darstellung eines redundantenMain protection devices and a common back-up protection device; Figure 5 is a schematic representation of a redundant
Schutzsystems mit drei Hauptschutzgeräten und einem Reserveschutzgerät zur Erläuterung der zur Übertra- gung der Messwerte verwendeten Prozessbusse;Protection system with three main protection devices and one backup protection device to explain the process buses used to transmit the measured values;
Figur 6 ein redundantes Schutzsystem mit zwei Schutzobjekten und zwei für die Schutzobjekte Haupt- und Reserveschutz durchführenden Schutzgeräten; undFIG. 6 shows a redundant protection system with two protection objects and two protection devices for the protection objects main protection and backup protection; and
Figur 7 ein redundantes Schutzsystem mit drei Schutzobjekten und drei Haupt- und Reserveschutz durchführenden Schutzgeräten.FIG. 7 shows a redundant protection system with three protective objects and three protective devices carrying three main and backup protections.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines redundanten Schutzsystems. Man erkennt eine Sammelschiene 41, die mit einem im Übrigen nicht weiter dargestellten elektrischen Energieversorgungsnetz in Verbindung steht. Von der Sammelschiene 41 gehen zwei Schutzobjekte in Form von Abzweigen 42a und 42b ab. Die Abzweige 42a und 42b können zu nicht weiter dargestellten elektrischen Verbrauchern, wie beispielsweise elektrischen Motoren, führen. Über Leistungsschalter 43a und 43b können die Abzweige 42a und 42b im Falle eines Fehlers von der Sammelschiene 41 und damit vom restlichen Energiever- sorgungsnetz abgetrennt werden. Zur Überwachung der Abzweige 42a, 42b auf Fehler sind an den Abzweigen 42a, 42b elektrische Schutzgeräte 44a, 44b vorgesehen, die über Stromwandlereinrichtungen 45a, 45b den durch die jeweiligen Abzweige 42a, 42b fließenden elektrischen Strom charakterisierende Strom- messwerte erfassen. In entsprechender Weise können mit in Figur 4 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Spannungswandlereinrichtungen die an dem jeweiligen Abzweig 42a, 42b anliegende Spannung charakterisierende Spannungsmesswerte erfasst werden. Anhand der erfassten Strom- und/oder Spannungsmesswerte kann das jeweilige elektrische Schutzgerät 44a, 44b unter Verwendung so genannter Schutzalgorithmen eine Entscheidung darüber treffen, ob auf dem jeweiligen Abzweig 42a, 42b ein Fehlerfall vorliegt oder nicht. Im Falle eines Fehlers auf einem der Abzweige 42a, 42b gibt das jeweilige elektrische Schutzgerät 44a, 44b über einen Kommandoausgang ein Auslösesignal A an den jeweiligen Leistungsschalter 43a, 43b ab, um diesen zum Öffnen seiner Schaltkontakte zu veranlassen und somit den fehlerbehafteten Abzweig 42a, 42b vom restlichen Energieversorgungsnetz abzutrennen.FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a redundant protection system. It can be seen a busbar 41, which communicates with an otherwise not further illustrated electrical power grid. From the busbar 41, two protective objects are in the form of branches 42a and 42b. The branches 42a and 42b may lead to not further illustrated electrical loads, such as electric motors. Via circuit breakers 43a and 43b, the branches 42a and 42b can be disconnected from the busbar 41 and thus from the rest of the power supply network in the event of a fault. In order to monitor the branches 42a, 42b for faults, electrical protective devices 44a, 44b are provided at the branches 42a, 42b, which detect the current measured values characterizing the electrical current flowing through the respective branches 42a, 42b via current converter devices 45a, 45b. In a corresponding manner, the voltage measurement values characterizing the voltage applied to the respective branch 42a, 42b can be detected with the voltage converter devices not shown in FIG. 4 for the sake of clarity. On the basis of the detected current and / or voltage measured values, the respective electrical protection device 44a, 44b, using so-called protection algorithms, make a decision as to whether or not there is a fault on the respective branch 42a, 42b. In the case of a fault on one of the branches 42a, 42b, the respective electrical protection device 44a, 44b outputs a trigger signal A via a command output to the respective circuit breaker 43a, 43b in order to cause it to open its switching contacts and thus faulty branch 42a, 42b separate from the rest of the power grid.
Da die elektrischen Schutzgeräte 44a, 44b im Normalfall je- weils die Schutzfunktionen für das ihnen zugeordnete Schutzobjekt, also in diesem Fall die Abzweige 42a und 42b, durchführen, stellen sie für die Abzweige 42a, 42b die Hauptschutzgeräte dar.Since the electrical protection devices 44a, 44b normally perform the protective functions for the protective object assigned to them, ie in this case the branches 42a and 42b, they represent the main protective devices for the branches 42a, 42b.
Für einen Ausfall eines der Hauptschutzgeräte 44a, 44b (oder beider) ist ein gemeinsames Reserveschutzgerät 46 vorgesehen, das für jeden der Abzweige 42a, 42b Schutzfunktionen übernehmen kann. Hierzu erhält auch das Reserveschutzgerät 46 von separaten Stromwandlereinrichtungen 45a, 45b und ggf. vorhan- denen separaten Spannungswandlereinrichtungen Strom- und/oder Spannungsmesswerte. Üblicherweise werden aus Redundanzgründen Strom- und/oder Spannungsmesswerte für ein Hauptschutzgerät und ein Reserveschutzgerät mittels jeweils separater Strombzw. Spannungswandlereinrichtungen erfasst. Dieser Fall ist in den Figuren dargestellt. Es ist jedoch auch denkbar, stattdessen für Haupt- und Reserveschutzgeräte zur Strombzw. Spannungserfassung dieselbe Strom- bzw. Spannungswand- lereinrichtung zu verwenden. Anhand der Strom- und/oder Spannungsmesswerte trifft das Reserveschutzgerät 46 eine Entscheidung darüber, ob auf dem jeweiligen Abzweig 42a, 42b ein Fehler vorliegt oder nicht. Auch das Reserveschutzgerät 46 hat die Möglichkeit, die Leis- tungsschalter 43a, 43b über ein Auslösesignal zum Öffnen ihrer Schaltkontakte zu veranlassen.For a failure of one of the main protection devices 44a, 44b (or both), a common backup protection device 46 is provided, which can take over protection functions for each of the branches 42a, 42b. For this purpose, the reserve protection device 46 also receives current and / or voltage measured values from separate current transformer devices 45a, 45b and possibly separate voltage converter devices. Usually, for redundancy reasons, current and / or voltage measured values for a main protection device and a backup protection device are in each case separated by means of a separate current. Voltage transformer detected. This case is shown in the figures. However, it is also conceivable instead for main and backup protection devices for Strombzw. Voltage detection to use the same current or Spannungswand- lereinrichtung. On the basis of the current and / or voltage measured values, the reserve protection device 46 makes a decision as to whether or not there is an error on the respective branch 42a, 42b. The reserve protection device 46 also has the option of causing the power switches 43a, 43b to open their switching contacts via a triggering signal.
Im Normalfall, also bei voll funktionsfähigen Hauptschutzge- räten 44a, 44b, wird das Reserveschutzgerät 46 jedoch kein Auslösesignal an die Leistungsschalter 43a, 43b abschicken, da es lediglich im Hintergrund arbeitet, aber zunächst keine aktiven Schutzfunktionen durchführt. Beim Ausfall eines der Hauptschutzgeräte 44a, 44b kann es jedoch nahtlos dessen Funktionen übernehmen, da es - wie bereits erwähnt - kontinu- ierlich (also auch im Fall funktionsfähiger Hauptschutzgeräte 44a, 44b) die zur Entseheidungsfindung notwendigen Strom- und/oder Spannungsmesswerte von den jeweiligen Abzweigen 42a, 42b übermittelt bekommt.In the normal case, ie with fully functional main protection devices 44a, 44b, the backup protection device 46 will however not send a triggering signal to the power switches 43a, 43b, since it works only in the background, but initially does not perform active protection functions. However, if one of the main protection devices 44a, 44b fails, it can seamlessly take over its functions since, as already mentioned, the current and / or voltage measurement values required for the determination of the decision are continuously (ie also in the case of functional main protection devices 44a, 44b) Branches 42a, 42b gets transmitted.
Den Ausfall eines der Hauptschutzgeräte 44a, 44b kann das Re- serveschutzgerät 46 auf verschiedene Möglichkeiten erkennen. So kann über eine in Figur 4 nicht dargestellte Kommunikationsleitung zwischen den Hauptschutzgeräten 44a, 44b und dem Reserveschutzgerät 46 ein regelmäßiger Austausch von Signalen stattfinden, die die volle Funktionsfähigkeit der Hauptschutzgeräte 44a, 44b anzeigen. Bei einem Ausbleiben dieser Signale schließt das Reserveschutzgerät 46 auf den Ausfall eines der Hauptschutzgeräte und übernimmt nahtlos dessen Funktionen für den entsprechenden Abzweig 42a, 42b.The failure of one of the main protection devices 44a, 44b can be recognized by the reserve protection device 46 in various ways. Thus, via a communication line (not shown in FIG. 4) between the main protection devices 44a, 44b and the reserve protection device 46, a regular exchange of signals can take place which indicate the full functionality of the main protection devices 44a, 44b. In the absence of these signals, the backup protection device 46 closes on the failure of one of the main protection devices and seamlessly takes over its functions for the corresponding branch 42a, 42b.
Eine andere Möglichkeit der Erkennung des Ausfalls eines der Hauptschutzgeräte besteht darin, dass das Reserveschutzgerät erkennt, dass trotz eines aufgetretenen Fehlers auf einem der Abzweige 42a, 42b das entsprechende Hauptschutzgerät 44a, 44b den Leistungsschalter 43a, 43b nicht ausgelöst hat. In diesem Fall kann es sich um den vollständigen Ausfall des Haupt- schutzgerätes 44a, 44b, aber auch um eine auf den aktuellen Fehlerfall begrenzte Fehlfunktion des Hauptschutzgerätes 44a, 44b handeln. Eine solche Fehlfunktion kann beispielsweise aufgrund einer falsch vorgenommenen Parametrierung auftreten, die dazu führt, dass das Hauptschutzgerät 44a, 44b trotz eines Fehlers auf dem Abzweig 42a, 42b kein Auslösesignal an den Leistungsschalter 43a, 43b abgibt.Another possibility of detecting the failure of one of the main protection devices is that the backup protection device recognizes that despite an error occurring on one of the branches 42a, 42b, the corresponding main protection device 44a, 44b the circuit breaker 43a, 43b has not triggered. In this case, it may be the complete failure of the main protection device 44a, 44b, but also a malfunction of the main protection device 44a, 44b limited to the current fault situation. Such a malfunction may occur, for example, due to incorrect parameterization, which results in the main protective device 44a, 44b not giving a tripping signal to the circuit breaker 43a, 43b despite a fault on the branch 42a, 42b.
Da das Reserveschutzgerät 46 anhand der an ihn übertragenen Strom- und/oder Spannungsmesswerte eine eigenständige Entscheidung darüber treffen kann, ob ein Fehler auf dem jeweiligen Abzweig 42a, 42b vorliegt, kann es für den Fall, dass das Hauptschutzgerät nicht den entsprechenden Leistungsschalter 43a, 43b ausgelöst hat, an dessen Stelle ein Auslόsesig- nal an den Leistungsschalter 43a, 43b abgeben und so den fehlerbehafteten Abzweig 42a, 42b vom übrigen Energieversorgungsnetz abtrennen. Hierzu kann das Reserveschutzgerät 46 beispielsweise eine vorgegebene Wartezeit abwarten, innerhalb derer eine Auslösung durch das Hauptschutzgerät geschehen müsste und nach Ablauf der Wartezeit, ohne dass das Haupt- schutzgerät eine Auslösung vorgenommen hat, eine eigene Auslösung des entsprechenden Leistungsschalters vornehmen. In diesem Fall kann das Reserveschutzgerät auf eine Fehlfunktion des Hauptschutzgerätes 44a, 44b schließen und an dessen Stelle die Schutzfunktionen für das diesem zugeordnete Schutzobjekt, also den Abzweig 42a oder 42b, übernehmen.Since the backup protection device 46 can independently decide on the basis of the current and / or voltage measured values transmitted to it, if there is a fault on the respective branch 42a, 42b, it may be the case that the main protection device does not have the corresponding power switch 43a, 43b has triggered, in its place a Auslόsesig- signal to the circuit breaker 43a, 43b and thus separate the faulty branch 42a, 42b from the rest of the power grid. For this purpose, the reserve protection device 46, for example, wait for a predetermined waiting time, within which a triggering would have to be done by the main protection device and after expiry of the waiting time, without the main protection device has made a trip, make their own tripping of the corresponding circuit breaker. In this case, the backup protection device can conclude a malfunction of the main protection device 44a, 44b and take over in its place the protection functions for the protection object assigned to it, ie the branch 42a or 42b.
Wenn das Reserveschutzgerät 46 die Schutzfunktionen eines der Hauptschutzgeräte 44a, 44b übernimmt, kann zusätzlich ein Ausfallssignal an den Betreiber des elektrischen Energieversorgungsnetzes gesandt werden, das diesen z.B. in einer Leit- warte darauf hinweist, dass ein Hauptschutzgerät 44a, 44b ausgefallen ist.If the reserve protection device 46 takes over the protective functions of one of the main protection devices 44a, 44b, a failure signal can additionally be sent to the operator of the electrical energy supply network, which, for example, in a control network. Wait indicates that a main protection device 44a, 44b has failed.
Bei dem Reserveschutzgerät 46 sollte es sich um ein Schutzge- rät mit einer entsprechend leistungsfähigen Berechnungseinheit, z.B. einem Mikroprozessor, handeln, die gleichzeitig Schutzalgorithmen für mehrere Schutzobjekte durchführen kann. Da die Anzahl der Schutzobjekte, die von einem Reserveschutz- gerate 46 überwacht werden, nicht auf zwei begrenzt ist, kann bei einer hohen Anzahl zu überwachender Schutzobjekte zu dem Reserveschutzgerät 46 ein weiteres Reserveschutzgeräte (in Figur 4 nicht dargestellt, siehe Figur 5) parallel geschaltet sein, das sich mit dem ersten Reserveschutzgerät 46 die Überwachung der Schutzobjekte aufteilt.The backup protection device 46 should be a protection device with a correspondingly powerful calculation unit, e.g. a microprocessor that can simultaneously perform protection algorithms for multiple protection objects. Since the number of protective objects monitored by a backup protection device 46 is not limited to two, with a high number of protection objects to be monitored, another backup protection device (not shown in FIG. 4, see FIG. 5) can be connected in parallel to the backup protection device 46 be that with the first reserve protection device 46 divides the monitoring of the protected objects.
Anhand von Figur 5 soll die Übertragung der Spannungs- und/oder Strommesswerte zwischen den einzelnen Schutzobjekten und den jeweiligen Hauptschutzgeräten bzw. dem Reserveschutzgerät erläutert werden. Hierzu sind in Figur 5 höchst schema- tisch drei Schutzobjekte 51a, 51b, 51c gezeigt, bei denen es sich beispielsweise um Abzweige einer Sammelschiene, Elektromotoren, Generatoren oder andere elektrische Primärkomponenten eines elektrischen Energieversorgungsnetzes handeln kann. Jedem der Schutzobjekte 51a, 51b, 51c ist ein Hauptschutzge- rät 52a, 52b, 52c zugeordnet, das im Normalfall die Schutzfunktionen für das elektrische Schutzobjekt 51a, 51b, 51c vornimmt. An jedem Schutzobjekt 51a, 51b, 51c werden hierfür Strom und/oder Spannungsmesswerte aufgenommen und jeweils auf einen lokalen Prozessbus 53a, 53b, 53c eingekoppelt. Ein sol- eher lokaler Prozessbus verbindet das jeweilige Schutzobjekt 51a, 51b, 51c mit dem ihm zugeordneten Hauptschutzgerät 52a, 52b, 52c. Auf den Prozessbussen 53a, 53b, 53c können die Messwerte in analoger oder digitaler Form übertragen werden. Bei einer digitalen Übertragung können die Messwerte bei- spielsweise gemäß dem Ethernet-Standard an die Schutzgeräte 52a, 52b, 52c übermittelt werden.The transmission of the voltage and / or current measured values between the individual protective objects and the respective main protective devices or the reserve protective device shall be explained with reference to FIG. For this purpose, three protective objects 51a, 51b, 51c are shown very schematically in FIG. 5, which may, for example, be branches of a busbar, electric motors, generators or other primary electrical components of an electrical energy supply network. Each of the protective objects 51a, 51b, 51c is assigned a main protection device 52a, 52b, 52c, which normally performs the protective functions for the electrical protection object 51a, 51b, 51c. For this purpose, current and / or voltage measured values are recorded at each protective object 51a, 51b, 51c and respectively coupled to a local process bus 53a, 53b, 53c. Such a rather local process bus connects the respective protected object 51a, 51b, 51c with its associated main protection device 52a, 52b, 52c. On the process buses 53a, 53b, 53c, the measured values can be transmitted in analog or digital form. In a digital transmission, the measured values can be For example, according to the Ethernet standard to the protection devices 52a, 52b, 52c are transmitted.
Zusätzlich zu den Hauptschutzgeräten 52a, 52b, 52c ist, wie bereits im Zusammenhang mit Figur 4 erläutert, ein gemeinsames Reserveschutzgerät 54 vorgesehen. Dieses Reserveschutzgerät 54 empfängt die an allen Schutzobjekten 51a, 51b, 51c er- fassten Strom- und/oder Spannungsmesswerte. Diese werden zwischen dem jeweiligen Schutzobjekt 51a, 51b, 51c und dem Re- serveschutzgerät 54 über einen übergreifenden Prozessbus 55 kommuniziert .In addition to the main protection devices 52a, 52b, 52c, as already explained in connection with FIG. 4, a common reserve protection device 54 is provided. This backup protection device 54 receives the current and / or voltage measured values acquired at all protective objects 51a, 51b, 51c. These are communicated between the respective protection object 51a, 51b, 51c and the backup protection device 54 via a cross-process process bus 55.
Die an jedem Schutzobjekt 51a, 51b, 51c aufgenommenen Messwerte werden folglich jeweils über zwei Prozessbusse übermit- telt, nämlich einmal über den lokalen Prozessbus 53a, 53b,Consequently, the measured values recorded at each protective object 51a, 51b, 51c are respectively transmitted via two process buses, namely once via the local process bus 53a, 53b,
53c zu dem jeweiligen Hauptschutzgerät 52a, 52b, 52c und über den gemeinsamen übergreifenden Prozessbus 55 an das Reserveschutzgerät 54. Um den übergreifenden Prozessbus durch die Übertragung einer großen Anzahl von Messwerten nicht zu über- lasten, kann vorgesehen sein, dass die Messwerte mit einer geringeren Abtastrate auf dem übergreifenden Prozessbus übertragen werden als auf den jeweiligen lokalen Prozessbussen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Hauptschutzgeräte die Messwerte von dem jeweils zugeordneten Schutzob- jekt 51a, 51b, 51c mit einer Abtastrate von 10 kHz übermittelt bekommen, während das Reserveschutzgerät 54 von jedem der Schutzobjekte 51a, 51b, 51c die aufgenommenen Messwerte lediglich mit einer Abtastrate von 1 kHz übermittelt bekommen.53c to the respective main protection device 52a, 52b, 52c and via the common cross-process bus 55 to the backup protection device 54. In order not to overload the cross-process bus by the transmission of a large number of measured values, it can be provided that the measured values with a lower Sampling rate on the cross-process process bus than on the respective local process buses. For example, it may be provided that the main protective devices receive the measured values from the respective associated protective object 51a, 51b, 51c at a sampling rate of 10 kHz, while the backup protective device 54 only supplies the recorded measured values from each of the protective objects 51a, 51b, 51c get a sampling rate of 1 kHz transmitted.
Die Messwerte werden hierfür mit den jeweils mit den Hauptschutzgeräten bzw. dem Reserveschutzgerät verbundenen Strombzw. Spannungswandlern mit entsprechend unterschiedlichen Abtastraten aufgenommen; so erfassen die an die Hauptschutzge- rate angeschlossenen Strom- bzw. Spannungswandlereinrichtungen ihre Messwerte z.B. mit einer Abtastrate von 10 kHz, während die an das Reserveschutzgerät angeschlossenen Strombzw. Spannungswandlereinrichtungen ihre Messwerte mit einer im Vergleich dazu reduzierten Abtastrate von z.B. 1 kHz aufnehmen. Durch die niedrigere Abtastrate wird die Übertragung von Messwerten aller Schutzobjekte auf dem übergreifenden Prozessbus ermöglicht, ohne die Übertragungsbandbreite des übergreifenden Prozessbusses zu überlasten.The measured values are used for this purpose with the respectively connected to the main protection devices or the reserve protection device Strombzw. Voltage converters recorded with correspondingly different sampling rates; thus, the persons entering the main protection rate connected current or voltage converter devices, for example, with a sampling rate of 10 kHz, while the connected to the reserve protection device Strombzw. Voltage transformers record their measurements with a reduced sampling rate of 1 kHz, for example. The lower sampling rate enables the transmission of measured values of all protection objects on the overall process bus, without overloading the transmission bandwidth of the overall process bus.
Allerdings kann vorgesehen sein, dass beim Ausfalls eines der Hauptschutzgeräte 52a, 52b, 52c die Messwerte des jeweils zugeordneten Schutzobjektes 51a, 51b, 51c auch auf dem übergreifenden Prozessbus 55 dann mit voller, also nicht mehr re- duzierter, Abtastrate übertragen werden. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Reserveschutzgerät 54 für das entsprechende Schutzobjekt 51a, 51b, 51c, dessen Hauptschutzgerät 52a, 52b, 52c ausgefallen ist, die Schutzfunktionen in höchster Qualität durchführen kann, da es dessen Messwerte mit maximaler Übertragungsrate erhält. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die bei den Strom- bzw. Spannungswandlern verwendete Abtastrate auf unterschiedliche Werte einstellbar ist. So kann beim Ausfall eines der Hauptschutzgeräte 52a, 52b, 52c die an dem entsprechenden Schutzobjekt 51a, 51b, 51c vorhandene Strom- bzw. Spannungswandlereinrichtung automatisch auf eine höhere Abtastrate eingestellt werden und nunmehr anstelle mit der reduzierten Abtastrate von z.B. 1 kHz ihre Messwerte mit der vollen Abtastrate von z.B. 10 kHz aufnehmen und in den übergreifenden Prozessbus einkoppeln.However, provision may be made for the failure of one of the main protective devices 52a, 52b, 52c to transmit the measured values of the respectively assigned protected object 51a, 51b, 51c on the cross-process bus 55 at full, ie no longer reduced, sampling rate. In this way, it can be ensured that the backup protection device 54 for the corresponding protection object 51a, 51b, 51c whose main protection device 52a, 52b, 52c has failed can perform the highest quality protection functions since it receives its measured values at maximum transmission rate. For this purpose, it is advantageous if the sampling rate used in the current or voltage transformers can be set to different values. Thus, if one of the main protection devices 52a, 52b, 52c fails, the current or voltage conversion means present on the corresponding protection object 51a, 51b, 51c can be automatically set to a higher sampling rate, and instead of the reduced sampling rate of e.g. 1 kHz, their measurements at the full sampling rate of e.g. Pick up 10 kHz and couple it into the overall process bus.
Da die Anzahl der Schutzobjekte, die von dem Reserveschutzge- räte 54 überwacht werden, nicht auf drei begrenzt ist, kann bei einer hohen Anzahl zu überwachender Schutzobjekte zu dem Reserveschutzgerät 54 ein weiteres Reserveschutzgerät 56 pa- rallel geschaltet sein, das sich mit dem ersten Reserveschutzgerät 46 die Überwachung der Schutzobjekte aufteilt oder die Redundanz des Systems weiter erhöht, indem es bei Ausfall des Reserveschutzgerät dessen Funktionen übernehmen kann.Since the number of protective objects which are monitored by the backup protection device 54 is not limited to three, a high level of protection objects to be monitored can provide to the backup protection device 54 another backup protection device 56. be connected in parallel, which splits with the first backup protection device 46, the monitoring of the protected objects or the redundancy of the system further increased by it can take over its functions in case of failure of the backup protection device.
Anhand von Figur 6 soll ein weiteres Ausführungsbeispiel eines redundanten Schutzsystems erläutert werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist eine Sammelschiene 61 vorgesehen, von der zwei Abzweige 62a und 62b abgehen. Jeder Abzweig ist durch einen zugehörigen Leistungsschalter 63a, 63b von der Sammelschiene und somit aus dem übrigen Energieversorgungsnetz abtrennbar. Zur Überwachung der Abzweige 62a, 62b auf möglicherweise auftretende Fehler sind zwei Schutzge- rate 64 und 65 vorgesehen. Die Schutzgeräte 64 und 65 erhalten von Stromwandlereinrichtungen 66a, 66b aufgenommene Strommesswerte sowie von ggf. auch von nicht dargestellten Spannungswandlereinrichtungen entsprechende Spannungsmess- werte. Ebenso kann jedes der Schutzgeräte 64, 65 an die Leis- tungsschalter 63a, 63b ein Auslösesignal abgeben, dass den Leistungsschalter zum Öffnen seiner Schaltkontakte veran- lasst .A further exemplary embodiment of a redundant protection system will be explained with reference to FIG. According to the embodiment of Figure 6, a bus bar 61 is provided, depart from the two branches 62a and 62b. Each branch can be separated from the busbar and thus from the rest of the power supply network by an associated circuit breaker 63a, 63b. For monitoring the branches 62a, 62b for possibly occurring faults, two protective devices 64 and 65 are provided. The protective devices 64 and 65 receive current measured values recorded by the current converter devices 66a, 66b as well as voltage measurement values which may also be corresponding to voltage converter devices, not shown. Likewise, each of the protective devices 64, 65 can output to the power switches 63a, 63b a trigger signal that causes the power switch to open its switch contacts.
Die Schutzgeräte 64 und 65 sind derart konfiguriert, dass das Schutzgerät 64 für den Abzweige 62b als Hauptschutzgerät und für den Abzweig 62a als Reserveschutzgerät funktioniert. Das Schutzgerät 65 hingegen ist derartig eingerichtet, dass es für den Abzweig 62a als Hauptschutzgerät und für den Abzweig 62b als Reserveschutzgerät funktioniert. Zur zeichnerischen Darstellung dieses Sachverhalts ist daher bei jedem der beiden Schutzgeräte 64, 65 der Bereich, der den Hauptschutz durchführt in durchgehenden Linien gezeigt, während der Bereich, der den Reserveschutz durchführt gestrichelt gezeigt ist. Somit hat im Normalfall jedes der beiden Schutzgeräte 64 und 65 die Hauptschutzfunktion für genau einen der beiden Abzweige 62a, 62b. Außerdem fungiert jedes Schutzgerät 64, 65 auch als Reserveschutzgerät für den .jeweils anderen Abzweig 62a, 62b. Sollte eines der Schutzgeräte, beispielsweise das Schutzgerät 64, ausfallen, so übernimmt das andere Schutzgerät, hier das Schutzgerät 65, zusätzlich zu seiner Haupt- Schutzfunktion für den Abzweig 62a auch die volle Schutzfunk- tion für den Abzweig 62b.The protection devices 64 and 65 are configured such that the protection device 64 for the branches 62b functions as the main protection device and for the branch 62a as the backup protection device. By contrast, the protective device 65 is set up in such a way that it functions as the main protection device for the branch 62a and as the reserve protection device for the branch 62b. For the graphic representation of this situation, therefore, in each of the two protective devices 64, 65, the area performing the main protection is shown in solid lines, while the area performing the backup protection is shown in dashed lines. Thus, normally, each of the two protection devices 64 and 65 has the main protection function for exactly one of the two branches 62a, 62b. In addition, each protection device 64, 65 also acts as a backup protection device for the. Each other branch 62a, 62b. If one of the protective devices, for example the protective device 64, fails, then the other protective device, here the protective device 65, in addition to its main protective function for the branch 62a, also assumes the full protection function for the branch 62b.
Das Schutzsystem gemäß Figur 6 stützt sich ebenfalls darauf, dass heutzutage Schutzgeräte mit vergleichsweise hoher Rechenleistung vorliegen, die Schutzfunktionen für mehrere Schutzobjekte durchführen können. Vorteilhaft an dem in Figur 6 gezeigten redundanten Schutzsystem ist, dass trotz der Verwendung relativ weniger Schutzgeräte - nämlich nur einem Schutzgerät pro Schutzobjekt - eine vollständige Redundanz für den Schutz der Schutzobjekte 62a, 62b erhalten wird. Außerdem ist jedes der Schutzgeräte 64, 65 im NormalfallThe protection system according to FIG. 6 is likewise based on the fact that protection devices with comparatively high computing power are nowadays available that can perform protective functions for a plurality of protective objects. An advantage of the redundant protection system shown in FIG. 6 is that, despite the use of relatively fewer protective devices - namely only one protective device per protected object - complete redundancy for the protection of the protective objects 62a, 62b is obtained. In addition, each of the protection devices 64, 65 is normally
(also in dem Fall, dass alle Schutzgeräte 64, 65 voll funktionsfähig sind) vergleichsweise gering belastet, da es nur die Haupt- und Reserveschützfunktion für jeweils genau ein Schutzobjekt durchführt, somit insgesamt also nur 2 Schutzob- jekte überwachen muss. Die Reserveschutzfunktion kann im Normalfall mit reduzierter Leistung, also beispielsweise wie bereits erläutert mit Strom- und Spannungsmesswerten einer geringeren Abtastrate durchgeführt werden. Die Ausfallerkennung eines der beiden Schutzgeräte 64, 65 kann analog zu den bei Figur 4 erläuterten Methoden erfolgen.(ie in the case that all protection devices 64, 65 are fully functional) relatively low load, since it performs only the main and backup protection function for exactly one protected object, thus therefore only a total of 2 protection objects must monitor. The backup protection function can normally be carried out with reduced power, that is, for example, as already explained, with current and voltage measured values of a lower sampling rate. The failure detection of one of the two protective devices 64, 65 can be carried out analogously to the methods explained in FIG. 4.
Anhand von Figur 7 soll nun dargestellt werden, dass das zu Figur 6 erläuterte Verfahren auch auf beliebig viele Schutzobjekte erweitert werden kann. Figur 7 zeigt hierzu eine Sam- melschiene 71, von der Abzweige 72a, 72b, 72c abgehen. Die Abzweige 72a, 72b, 72c sind durch Leistungsschalter 73a, 73b, 73c abschaltbar. Zudem sind entsprechend der Anzahl der Schutzobjekte drei Schutzgeräte 74, 75, 76 vorhanden, wobei jedes der Schutzgeräte 74, 75, 76 genau einem Schutzobjekt als Hauptschutzgerät und genau einem anderen Schutzobjekt als Reserveschutzgerät zugeordnet ist. So ist gemäß Figur 7 das Schutzgerät 74 dem Abzweig 72a als Hauptschutzgerät und dem Abzweig 72b als Reserveschutzgerät zugeordnet. Das Schutzge- rät 75 ist dem Abzweig 72b als Hauptschutzgerät und dem Abzweig 72c als Reserveschutzgerät zugeordnet, während das Schutzgerät 76 dem Abzweig 72c als Hauptschutzgerät und dem Abzweig 72a als Reserveschutzgerät zugeordnet ist. Somit sind jedem Schutzobjekt genau ein Hauptschutzgerät und ein davon verschiedenes Reserveschutzgerät zugeordnet.It will now be illustrated with reference to FIG. 7 that the method explained with reference to FIG. 6 can also be extended to any desired number of protective objects. FIG. 7 shows a sam- busbar 71, depart from the branches 72a, 72b, 72c. The branches 72a, 72b, 72c can be switched off by power switches 73a, 73b, 73c. In addition, according to the number of protective objects, three protection devices 74, 75, 76 are present, each of the protection devices 74, 75, 76 is assigned to exactly one protection object as the main protection device and exactly one other protection object as backup protection device. Thus, according to FIG. 7, the protective device 74 is associated with the branch 72a as the main protection device and the branch 72b as the reserve protection device. The protective device 75 is assigned to the branch 72b as the main protection device and the branch 72c as the reserve protection device, while the protection device 76 is assigned to the branch 72c as the main protection device and the branch 72a as the reserve protection device. Thus, each protection object is assigned exactly one main protection device and a different backup protection device.
Bei Ausfall eines der elektrischen Schutzgeräte 74, 75, 76 kann dasjenige Schutzgerät 74, 75, 76, das diesem als Reser- veschutzgerät zugeordnet ist, dessen Schutzfunktionen über- nehmen, so dass eine volle Redundanz für den Schutz der Schutzobjekte 72a, 72b, 72c erreicht wird.In the event of failure of one of the electrical protection devices 74, 75, 76, that protection device 74, 75, 76 assigned to it as a reserve protection device can assume its protective functions, so that full redundancy for the protection of the protective objects 72a, 72b, 72c is reached.
Die Anzahl der Sσhutzobjekte ist selbstverständlich nicht auf drei begrenzt, vielmehr können beliebig viele Schutzobjekte mit einer entsprechend gleichen Anzahl von Schutzgeräten geschützt werden. Of course, the number of protective objects is not limited to three, but any number of protective objects can be protected with a correspondingly equal number of protective devices.

Claims

Patentansprüche claims
1. Redundantes Schutzsystem zum Überwachen von Schutzobjekten (42a, 42b) in einem elektrischen Energieversorgungsnetz mit - mindestens zwei über Leistungsschalter (43a, 43b) aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz abtrennbaren Schutzobjekten (42a, 42b) ;A redundant protection system for monitoring protective objects (42a, 42b) in an electrical energy supply network, comprising: - at least two protective objects (42a, 42b) which can be disconnected from the electrical energy supply network via power switches (43a, 43b);
- mindestens zwei elektrischen Schutzgeräten (44a, 44b), wobei die Anzahl der elektrischen Schutzgeräte (44a, 44b) der Anzahl der Schutzobjekte (42a, 42b) entspricht und wobei jedes elektrische Schutzgerät (44a, 44b) einerseits mit Messaufnehmern zur Erfassung von Spannungs- und/oder Strommesswerten, die die an dem jeweiligen Schutzobjekt (42a, 42b) anliegende Spannung und/oder den durch das jeweilige Schutzobjekt (42a, 42b) fließenden Strom charakterisieren, verbunden ist und andererseits mit dem dem jeweiligen Schutzobjekt (42a, 42b) zugeordneten Leistungsschalter (43a, 43b) über Kommandoausgänge zur Abgabe eines einen Fehlerfall anzeigenden Auslösesignals (A) in Verbindung steht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dassat least two electrical protection devices (44a, 44b), the number of electrical protection devices (44a, 44b) corresponding to the number of protective objects (42a, 42b), and each electrical protection device (44a, 44b) being equipped, on the one hand, with transducers for detecting voltage and / or current measured values which characterize the voltage applied to the respective protection object (42a, 42b) and / or the current flowing through the respective protection object (42a, 42b) and, on the other hand, to the protection object (42a, 42b) associated therewith Circuit breaker (43a, 43b) via command outputs for outputting a fault signal indicating a trigger signal (A) is in communication, characterized in that
- die mindestens zwei elektrischen Schutzgeräte (44a, 44b) jeweils für ein Schaltzobjekt (42a, 42b) als Hauptschutzgerät eingerichtet sind und- The at least two electrical protection devices (44a, 44b) are each arranged for a Schaltzobjekt (42a, 42b) as the main protection device and
- ein zusätzliches elektrisches Schutzgerät (46) vorgesehen ist, das zur Erfassung der Spannungs- und/oder Strommesswerte und für die mindestens zwei Schutzobjekte (42a, 42b) als Re- serveschutzgerät eingerichtet ist, wobei- An additional electrical protection device (46) is provided, which is set up to detect the voltage and / or current measured values and for the at least two protective objects (42a, 42b) as a reserve protection device, wherein
- bei Ausfall eines der HauptSchutzgeräte eines Schutzobjektes (42a, 42b) das zusätzliche Schutzgerät (46) zur Übernahme der Schutzfunktionen für das dem ausgefallenen Hauptschutzge- rät zugeordnete Schutzobjekt (42a, 42b) eingerichtet ist.- If one of the main protection devices of a protected object (42a, 42b) fails, the additional protection device (46) is set up to take over the protective functions for the protection object (42a, 42b) assigned to the failed main protection device.
2. Redundantes Schutzsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - für die Hauptschutzgeräte zum Erfassen der Spannungs- und/oder Strommesswerte und zur Abgabe des Auslösesignals (A) jeweils ein mit dem jeweiligen Schutzobjekt (z. B.2. Redundant protection system according to claim 1, characterized in that for the main protective devices for detecting the voltage and / or current measured values and for outputting the tripping signal (A), in each case one with the respective protected object (eg.
51a, 51b, 51c) verbundener lokaler Prozessbus (53a, 53b, 53c) vorgesehen ist und51a, 51b, 51c) of associated local process bus (53a, 53b, 53c) is provided and
- für das Reserveschutzgerät zum Erfassen der Spannungs- und/oder Strommesswerte und zur Abgabe des Auslösesignals ein mit allen Schutzobjekten (z. B. 51a, 51b, 51c) verbundener übergreifender Prozessbus (55) , der von den lokalen Prozess- bussen (53a, 53b, 53c) verschieden ist, vorgesehen ist.for the backup protection device for detecting the voltage and / or current measured values and for outputting the triggering signal, an overarching process bus (55) which is connected to all the protective objects (eg 51a, 51b, 51c) and which is supplied by the local process buses (53a, 53b, 53c) is different, is provided.
3 . Redundantes Schutzsystem nach Anspruch 1 oder 2 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h3. Redundant protection system according to claim 1 or 2, e e c e n e c e s t e d u r c h
- ein weiteres Reserveschutzgerät, das zu dem ersten Reserve- schutzgerät (56) parallel angeordnet ist.- Another backup protection device, which is arranged parallel to the first backup protection device (56).
4. Verfahren zum redundanten Überwachen von Schutzobjekten (42a, 42b) in einem elektrischen Energieversorgungsnetz, wobei jedem Schutzobjekt (42a, 42b) ein elektrisches Hauptschutzge- rät (44a, 44b) zugeordnet ist und wobei folgende Schritte durchgeführt werden:4. A method for redundantly monitoring protective objects (42a, 42b) in an electrical energy supply network, wherein each protective object (42a, 42b) is assigned a main electrical protection device (44a, 44b) and wherein the following steps are carried out:
- Erfassen von Spannungs- und/oder Strommesswerten, die die an dem jeweiligen Schutzobjekt (42a, 42b) anliegende Spannung und/oder den durch ein jeweiliges Schutzobjekt (42a, 42b) fließenden Strom charakterisieren;Detecting voltage and / or current measured values which characterize the voltage applied to the respective protective object (42a, 42b) and / or the current flowing through a respective protective object (42a, 42b);
- Übermitteln der Spannungs- und/oder Strommesswerte einerseits an das dem jeweiligen Schutzobjekt (42a, 42b) zugeordnete elektrische Hauptschutzgerät (44a, 44b) und andererseits an ein allen Schutzobjekten (42a, 42b) gemeinsam zugeordnetes Reserveschutzgerät (46) ;Transmitting the voltage and / or current measured values, on the one hand, to the main electrical protection device (44a, 44b) assigned to the respective protection object (42a, 42b) and, on the other hand, to a reserve protection device (46) assigned in common to all protection objects (42a, 42b);
- Überwachen der Spannungs- und/oder Strommesswerte und Erzeugen eines Auslösesignals (A) mit dem jeweiligen Hauptschutzgerät (44a, 44b), falls die Spannungs- und/oder Strommesswerte auf einen Fehler in dem jeweiligen Schutzobjekt (42a, 42b) hinweisen, wobei das Auslösesignal (A) einen Leistungsschalter (43a, 43b) zum Abtrennen des fehlerbehafteten Schutzobjektes (42a, 42b) aus dem Energieversorgungsnetz ver- anlasst, und - Überwachen der Hauptschutzgeräte (44a, 44b) durch das Reserveschutzgerät (46) und bei Erkennen eines Ausfalls eines der Hauptschutzgeräte (44a, 44b) ;- Monitoring the voltage and / or current measured values and generating a trigger signal (A) with the respective main protection device (44a, 44b), if the voltage and / or current measurements on an error in the respective protected object (42a, 42b), the triggering signal (A) causing a circuit breaker (43a, 43b) to disconnect the faulty protected object (42a, 42b) from the power supply network, and - monitoring the main protection devices (44a, 44b) by the backup protection device (46) and upon detection of a failure of one of the main protection devices (44a, 44b);
- Übernahme der Schutzfunktionen für das dem ausgefallen Hauptschutzgerät (44a, 44b) zugeordnete Schutzobjekt (42a, 42b) durch das Reserveschutzgerät (46) .- Acceptance of the protection functions for the failed main protection device (44a, 44b) associated protection object (42a, 42b) by the reserve protection device (46).
5. Verfahren nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass5. The method of claim 4, wherein a
- die Spannungs- und/oder Strommesswerte an das jeweilige Hauptschutzgerät (44a, 44b) jeweils über einen eigenen lokalen Prozessbus übermittelt werden und- The voltage and / or current readings are transmitted to the respective main protection device (44a, 44b) each via its own local process bus and
- die Spannungs- und/oder Strommesswerte an das Reserve- sσhutzgerät (46) über einen mit allen Schutzobjekten- the voltage and / or current measured values to the standby protective device (46) via one with all protective objects
(42a, 42b) verbundenen übergreifenden Prozessbus, der von den lokalen Prozessbussen verschieden ist, übermittelt werden.(42a, 42b) connected across process bus, which is different from the local process buses are transmitted.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass6. The method according to claim 5, characterized in that a
- auf den lokalen Prozessbussen Spannungs- und/oder Strom- messwerte mit einer höheren Abtastrate übertragen werden als auf dem übergreifenden Prozessbus.- voltage and / or current measured values are transmitted on the local process buses at a higher sampling rate than on the cross-process bus.
7. Redundantes Schutzsystem zum Überwachen von Schutzobjekten (62a, 62b) in einem elektrischen Energieversorgungsnetz mit - zumindest zwei über Leistungsschalter (63a, 63b) aus dem elektrischen Energieversorgungsnetz abtrennbaren Schutzobjekten (62a, 62b) ;7. A redundant protection system for monitoring protective objects (62a, 62b) in an electrical power supply network with - at least two protection devices (62a, 62b) which can be disconnected from the electrical power supply network via power switches (63a, 63b);
- zumindest zwei elektrischen Schutzgeräten (64,65), wobei die Anzahl der Schutzgeräte (64,65) der Anzahl der Schutzob- jekte (62a, 62b) entspricht und die Schutzgeräte (64,65) einerseits mit den Schutzobjekten ((62a, 62b) über Messaufnehmer zur Erfassung von Spannungs- und/oder Strommesswerten, die die an dem jeweiligen Schutzobjekt (62a, 62b) anliegende Spannung und/oder den durch die Schutzobjekte (62a, 62b) fließenden Strom charakterisieren, verbunden sind und andererseits mit den den jeweiligen Schutzobjekten (62a, 62b) zugeordneten Leistungsschaltern (63a, 63b) über Kommandoausgänge zur Abgabe eines Auslösesignals (A) im Fehlerfall in Verbin- düng stehen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - jedes elektrische Schutzgerät (64,65) genau einem Schutzobjekt (62a, 62b) als Hauptschutzgerät und genau einem anderen Schutzobjekt als Reserveschutzgerät zugeordnet ist, wobei - bei Ausfall eines Hauptschutzgerätes eines Schutzobjektes (62a, 62b) das jeweilige Reserveschutzgerät zur Übernahme der Schutzfunktionen für dieses Schutzobjekt (62a, 62b) eingerichtet ist. at least two electrical protective devices (64, 65), the number of protective devices (64, 65) being equal to the number of protective devices projects (62a, 62b) and the protective devices (64, 65) correspond on the one hand to the protective objects (62a, 62b) via sensors for detecting voltage and / or current measured values, the voltage applied to the respective protective object (62a, 62b) and / or characterize the current flowing through the protective objects (62a, 62b), and, on the other hand, with the power switches (63a, 63b) associated with the respective protective objects (62a, 62b) via command outputs for outputting a tripping signal (A) in the event of an error - düng, characterized in that - each electrical protection device (64,65) is assigned to exactly one protection object (62a, 62b) as the main protection device and exactly another protected object as backup protection device, - in case of failure of a main protection device of a protected object (62a, 62b) respective reserve protection device for taking over the protection functions for this protection object (62a, 62b) is set up.
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