DE10008185A1 - Method of selective protection during short-circuits in steady-state load circuits, esp. for railway power supply equipment, national grid and motor vehicles, requires evaluating - Google Patents
Method of selective protection during short-circuits in steady-state load circuits, esp. for railway power supply equipment, national grid and motor vehicles, requires evaluatingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Schutz bei Kurzschlüssen in stationären Verbraucherstromkreisen beim Einsatz von Energiequellen mit Stromregel charakteristik, insbesondere in betrieblichen und kommunalen Energieversorgungsein richtungen, Bahn-energieversorgungseinrichtungen und Landesnetzen.The invention relates to a method for selective protection in the event of short circuits stationary consumer circuits when using energy sources with current control characteristic, especially in operational and municipal energy supply directions, rail energy supply facilities and state networks.
Bekannte Energieversorgungssysteme stellen für die Verbraucher eine Betriebsspan nung mit einer festgelegten Toleranz zur Verfügung. Entsprechend der momentanen Belastung ergibt sich die Höhe des Stromes. Im Falle von Kurzschlüssen oder Überlastungen steigt dieser Strom über den betrieblich zulässigen Wert an. Durch die Anwendung von Kurzschlussschutzeinrichtungen wird der fehlerbehaftete Stromkreis möglichst selektiv abgeschaltet.Known energy supply systems represent a business chip for consumers with a specified tolerance. According to the current The load results in the amount of current. In the event of short circuits or Overloads, this current rises above the operationally permissible value. Through the Application of short-circuit protection devices becomes the faulty circuit switched off as selectively as possible.
Bekannt sind auch Energieversorgungsysteme, die auf der Basis einer Stromregelung elektrische Energie abgeben können, wie z. B. Energiespeichersysteme in Form von Drehmassen-Energiespeichern, Batterien oder Hochleistungskondensatoren. Aufgabe eines solchen Speichers ist es, Energie zu bestimmten Zeiten aufzunehmen und sie zu anderen Zeiten wieder abzugeben. Dazu muss der durch den Energiespeicher fließende Strom geregelt werden. Bedingt durch dieses Wirkungsprinzip ist ein Kurzschlussschutz nach dem Überstromprinzip nicht möglich, da die Stromregelung keinen Überstrom zur Fehlererkennung zulässt. Als Konsequenz daraus ergibt sich, dass eine stromgeregelte Energiequelle im Kurzschlussfall auf einem anderen Weg vom Stromkreis getrennt werden muss, um eine dauerhafte Speisung eines Kurzschlusses zu unterbinden.Energy supply systems based on current regulation are also known can deliver electrical energy such. B. energy storage systems in the form of Rotary mass energy storage, batteries or high-performance capacitors. task Such a store is to absorb energy at certain times and to close it to deliver at other times. To do this, the one flowing through the energy store Electricity can be regulated. Due to this principle of action, short-circuit protection is required Not possible according to the overcurrent principle, since the current control does not provide an overcurrent Allows error detection. The consequence of this is that a current regulated In the event of a short circuit, the energy source is separated from the circuit in another way must be prevented in order to prevent permanent supply of a short circuit.
Ein Kurzschlussschutz wird am Anfang eines jeden Stromkreises gefordert sowie an allen Stellen, an denen die Kurzschlussstrom-Belastbarkeit gemindert werden kann, sofern ein vorgeschaltetes Schutzorgan den geforderten Schutz bei Kurzschluss nicht sicherstellen kann (DIN VDE 0100 Teil 430). Ein zusätzliches Problem besteht darin, dass eine stromgeregelte Energiequelle die Wirksamkeit des Kurzschlussschutzes für andere nicht stromgeregelte Energiequellen beeinträchtigen oder aufheben kann. Die Ursachen dafür sind weiter unten beschrieben und in den Fig. 1 und 2 in schemati sierter Form dargestellt.Short-circuit protection is required at the beginning of each circuit and at all points where the short-circuit current capacity can be reduced, provided an upstream protective device cannot ensure the required protection in the event of a short circuit (DIN VDE 0100 Part 430 ). An additional problem is that a current controlled energy source can affect or nullify the effectiveness of the short circuit protection for other non current controlled energy sources. The causes of this are described below and are shown in FIGS . 1 and 2 in schematic form.
Eine mögliche Lösung dieses Problems bestünde darin, dass die Spannung im zu schützenden Netz in örtlich geringen Abständen gemessen und bei Unterschreitung unter betriebliche Werte die stromgeregelte Energiequelle vom Netz abgetrennt wird. Diese Variante hätte einen unvertretbaren ökonomischen Aufwand für eine größere Zahl von Messeinrichtungen zur Folge.A possible solution to this problem would be that the tension in the protective network measured at local short distances and when falling short the current-controlled energy source is disconnected from the grid under operational values. This variant would have an unacceptable economic outlay for a larger number of measuring devices.
Zum bekannten Stand der Technik auf dem Gebiet des Kurzschlussschutzes gehören in erster Linie Überstromschutzorgane. Diese werden seit Jahren angewendet und müssen in der Bundesrepublik Deutschland den Forderungen aus DIN VDE 0100 Teil 430 entsprechen. Die Überstromschutzorgane können je nach zulässigem Strom und geforderter Abschaltgeschwindigkeit als Schmelzsicherung oder Leistungsschalter ausgebildet sein. Das Abschaltkriterium ist entweder die Höhe des durchfließenden Stromes oder der I2t-Wert. Diese Schutzeinrichtungen scheiden aber für stromgeregelte Energiequellen aufgrund der weiter oben beschriebenen physikalischen Gegebenheiten aus.The known prior art in the field of short-circuit protection primarily includes overcurrent protection devices. These have been used for years and must meet the requirements of DIN VDE 0100 Part 430 in the Federal Republic of Germany. The overcurrent protection devices can be designed as a fuse or circuit breaker, depending on the permissible current and the required shutdown speed. The switch-off criterion is either the level of the current flowing through or the I 2 t value. These protective devices are ruled out for current-controlled energy sources due to the physical conditions described above.
Aus der EP 0 662 615 B1 ist ein Verfahren zum Kurzschlussschutz auf rückspeisefähi gen Gleichstromfahrzeugen bekannt. Dabei wird im Kurzschlussfall die Netzbremse abgeschaltet und das bremsende Triebfahrzeug aus dem Stromkreis herausgetrennt. Eine Übertragung dieses bekannten Verfahrens auf den Kurzschlussschutz in Energieversor gungsnetzen mit stromgeregelten Energiequellen ist nicht möglich. Zudem erlaubt das Verfahren nach der EP 0 662 615 B1 keine selektive Abschaltung einzelner fehlerbehaf teter Netzteile.EP 0 662 615 B1 describes a method for short-circuit protection on regenerative power known to DC vehicles. In the event of a short circuit, the network brake switched off and the braking locomotive was disconnected from the circuit. A Transfer of this known method to the short-circuit protection in the energy supplier power networks with current-controlled energy sources is not possible. It also allows Method according to EP 0 662 615 B1 no selective shutdown of individual errors power supplies.
In der DE 196 46 279 C1 sind ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Reichweitenerhöhung von Kraftfahrzeugen vorgestellt. Darin ist das Zusammenwirken verschiedener Energiespeicher wie z. B. Batterien und Schwungradspeicher beschrieben, die zum Teil als stromgeregelte Energiequellen angesehen werden können. Aufgabe ist die Steuerung des Zusammenwirkens unterschiedlichster Arten von Energiespeichern mit dem Ziel eines besseren Energiemanagements und damit einer Reichweitenerhöhung des Fahrzeugs. In der DE 198 26 551 C1 wird eine Steuerung für ein aus mindestens einem Energiespeicher und einer Energiequelle bestehendes Hybridsystem beschrieben. Der Einsatz eines solches Hybridsystems als stromgeregelte Energiequelle ist grundsätzlich möglich. Das vorgeschlagene Steuerungssystem dient indes zur Steuerung des regulären Betriebs und berücksichtigt nicht den kritischen Kurzschlussfall.DE 196 46 279 C1 describes a method and a circuit arrangement for Range increase of motor vehicles presented. That is the interaction various energy storage such. B. Batteries and flywheel storage described, some of which can be viewed as current-controlled energy sources. The task is to control the interaction of different types of Energy storage with the goal of better energy management and thus one Range increase of the vehicle. In DE 198 26 551 C1 a control for one consisting of at least one energy store and one energy source Hybrid system described. The use of such a hybrid system as a current controlled Energy source is basically possible. The proposed control system serves however, to control the regular operation and does not take into account the critical Short circuit case.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zum selektiven Schutz bei Kurzschlüssen in stationären Verbraucherstromkreisen zu schaffen, in denen Energiequellen mit Stromregelcharakteristik vorhanden sind. Dabei soll mit einfachen Mitteln und ohne zusätzliche Informationsübertragungseinrichtungen ein sicherer, zuverlässiger, selek-tiver und wirtschaftlich vertretbarer Schutz bei Kurzschlüssen in elektrischen Netzen oder Teilen davon, die mit stromgeregelten Energiequellen verbunden sind, ermöglicht werden.The object of the invention is a method and an arrangement for selective protection in the event of short circuits in stationary consumer circuits in which Energy sources with current control characteristics are available. Doing so with simple Means and without additional information transmission facilities Reliable, selective and economically justifiable protection in the event of short circuits in electrical networks or parts thereof using current-controlled energy sources connected.
Die Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Haupt anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Unteransprüchen beschrieben.The task is carried out according to the process by the characteristic features of the main claim solved. Advantageous embodiments of the method are in the dependent Subclaims described.
Die Detektion von Kurzschlüssen in elektrischen Netzen, die wenigstens eine stromgeregelte Energiequelle aufweisen, erfolgt dadurch, dass die zeitliche Änderung des Energie-aufnahmevermögens des betrachteten Netzes oder Netzabschnittes kontinuierlich oder intervallartig ermittelt und die jeweiligen momentanen Werte mit einem als zulässig anzusehenden Sollwert verglichen werden. Beim Über- oder Unterschreiten eines zulässigen Schwellwertes für die zeitliche Änderung der Energieaufnahmefähigkeit des Netzes oder Netzabschnittes wird mit bekannten Mitteln die Verbindung zwischen der/den stromgeregelten Energiequelle(n) und dem betrachteten Netz- oder Netzabschnitt getrennt.The detection of short circuits in electrical networks, the at least one have current-controlled energy source, takes place in that the temporal change the energy absorption capacity of the network or network section under consideration determined continuously or in intervals and the respective current values with be compared with a setpoint that is to be regarded as permissible. When over or Falling below a permissible threshold for the change in time Energy absorption capacity of the network or network section is achieved using known means the connection between the current regulated energy source (s) and the considered network or network section separately.
Während bekannte Energieversorgungssysteme im Kurzschlussfall einen ausreichenden Kurzschlussschutz besitzen, fehlen bei stromgeregelten Energiequellen äquivalent wirksame Vorrichtungen. Ebenso fehlt die Möglichkeit, stromgeregelte Energiequellen im Kurzschlussfall selektiv aus dem Stromkreis herauszuschalten, um Personen wirksam vor Berührungsspannungen und die betroffenen Einrichtungen vor der Gefahr einer thermischen Zerstörung zu schützen. Dazu sind Kriterien notwendig, die eine selektive Abschaltung im Fehlerfall gewährleisten und im fehlerfreien Betrieb die Funktion der Anlage nicht beeinträchtigen.While known energy supply systems in the event of a short circuit, an adequate one Short-circuit protection is lacking in the case of current-controlled energy sources effective devices. Likewise, there is no possibility of electricity-controlled energy sources in the event of a short circuit, selectively disconnect from the circuit to persons effective against touch voltages and the affected devices before the danger to protect against thermal destruction. For this, criteria are necessary, the one Ensure selective shutdown in the event of a fault and the fault-free operation Do not impair the function of the system.
Um einen Kurzschluss erkennen zu können, wird in einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens aus der zeitlichen Änderung von elektrischen Größen an der Stromrege lung (2) der Energiequelle (3) oder deren Schutzschaltern (8) und (9) auf eine durch einen Kurzschluss verursachte sprungartige Änderung des Energieaufnahmevermögens des Netzes oder eines Netzabschnittes geschlossen.In order to be able to detect a short circuit, in a preferred embodiment of the method, the change in time of electrical quantities at the current control ( 2 ) of the energy source ( 3 ) or its circuit breakers ( 8 ) and ( 9 ) is applied to a sudden change caused by a short circuit Change in the energy absorption capacity of the network or a network section closed.
So werden in einer ersten bevorzugten Ausführungsform Kenngrößen an der Stromregelung zur Kurzschlussdetektion verwendet und beim Erkennen eines Kurzschlusses sämtliche Schutzschalter der Energiequelle gleichzeitig aufgetrennt.Thus, in a first preferred embodiment, parameters on the Current control used for short-circuit detection and when detecting a Short circuit all circuit breakers of the energy source disconnected at the same time.
In einer zweiten, gleichfalls bevorzugten Ausführungsform werden Größen an den Schutzschaltern in die Erkennung einbezogen und der fehlerbehaftete Stromkreis selektiv abgeschaltet.In a second, likewise preferred embodiment, sizes on the Circuit breakers included in the detection and the faulty circuit selectively switched off.
Als Kenngrößen für die Kurzschlussdetektion werden gemäß der ersten Ausführungs
form vorzugsweise die ersten Ableitungen folgender Größen verwendet:
According to the first embodiment, the first derivatives of the following variables are preferably used as parameters for the short-circuit detection:
- - der durch die Energiequelle fließende Strom,- the current flowing through the energy source,
- - die an der Energiequelle anliegende Spannung,- the voltage present at the energy source,
- - die von der Energiequelle abgegebene elektrische Leistung,- the electrical power delivered by the energy source,
- - der Ersatzleitwert des mit der Energiequelle verbundenen elektrischen Netzes.- the equivalent conductance of the electrical network connected to the energy source.
Als Erkennungsgrößen für die Kurzschlussdetektion werden gemäß der zweiten
Ausführungsform vorzugsweise die ersten Ableitungen folgender Größen verwendet:
According to the second embodiment, the first derivatives of the following variables are preferably used as detection variables for the short-circuit detection:
- - die durch die einzelnen Schutzschalter fließenden Ströme,- the currents flowing through the individual circuit breakers,
- - die an der Energiequelle anliegende Spannung,- the voltage present at the energy source,
- - die über die einzelnen Schutzschalter abgegebene elektrische Leistung - The electrical power output via the individual circuit breakers
- - der Ersatzleitwert des an den einzelnen Schutzschaltern angeschlossenen elektrischen Netzes bzw. Netzabschnittes.- The equivalent conductance of that connected to the individual circuit breakers electrical network or network section.
Die ersten Ableitungen der vorgenannten Größen werden vorteilhaft in einem Mikrorechner oder Controller durch den mathematischen Übergang zum Differenzen quotienten ermittelt. Dazu werden die physikalischen Größen vorzugsweise intervallar tig fortlaufend erfasst und in einem Speicher abgelegt. Die Differenz zwischen aktuellem Messwert und einem um ein Zeitintervall tV (32) älteren Messwert ist proportional zum Differenzenquotienten und kann als Erkennungsgröße mit geringem Rechenaufwand genutzt werden.The first derivatives of the aforementioned variables are advantageously determined in a microcomputer or controller through the mathematical transition to the difference quotient. For this purpose, the physical quantities are preferably continuously recorded at intervals and stored in a memory. The difference between the current measured value and a measured value older by a time interval t V ( 32 ) is proportional to the difference quotient and can be used as a detection variable with little computing effort.
Die Ermittlung der ersten Ableitung der vorgenannten Kenngrößen erfolgt vorteilhaft in periodischen, gleich großen Zyklen. Dadurch wird der Aufwand für die Ermittlung, Speicherung und Auswertung der Messgrößen für die Bestimmung der zeitlichen Änderung des Energieaufnahmevermögens des Netzes oder Netzabschnittes reduziert. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Bestimmung der relevanten Kenngrößen alternierend in kürzer werdenden Intervallen, sobald das momentane Energieaufnahmevermögen im betrachteten Netz oder Netzabschnitt einen Wert innerhalb einer vorgebbaren Toleranz zum Schwellwert annimmt.The first derivative of the aforementioned parameters is advantageously determined in periodic, equally large cycles. This reduces the effort for the determination, Storage and evaluation of the measured variables for determining the temporal Change in the energy absorption capacity of the network or network section reduced. In a further preferred embodiment of the method, the determination is made of the relevant parameters alternating at shorter intervals as soon as the current energy absorption capacity in the network or network section under consideration Value within a predeterminable tolerance to the threshold value.
Für den Fall, dass eine kritische Situation fehlerhaft als Kurzschluss detektiert und eine Trennung der stromgeregelten Energiequelle vom Netz vorgenommen wurde, sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einer vorzugsweisen Weiterbildung die Möglichkeit vor, dass die Trennung der Verbindung zwischen stromgeregelter Energiequelle und dem Netz oder dem fehlerbehafteten Teil des Netzes nach einem vorgebbaren Zeitintervall wieder aufgehoben wird, falls nach Ablauf dieses Zeitintervalles die Spannung an der stromgeregelten Energiequelle oder den zugehörigen Schutzschaltern sich wieder in einem normierten Bereich befindet. Dadurch können im Fall einer fehlerhaften Selektion die abgetrennten Netzbereiche kurzfristig wieder mit dem Netz verbunden werden. In the event that a critical situation is incorrectly detected as a short circuit and one The current-regulated energy source has been disconnected from the grid, this is shown Method according to the invention in a preferred further development the possibility before that the separation of the connection between current controlled energy source and the network or the faulty part of the network according to a specifiable Time interval is canceled again, if after this time interval the Voltage at the current-controlled energy source or the associated circuit breakers is back in a standardized area. In the case of a incorrect selection, the separated network areas are returned to the network at short notice get connected.
Ebenso vorteilhaft ist, dass beim Einsatz dieses Verfahrens nur eine selektive Abschaltung des durch einen Kurzschluss gestörten Netzabschnittes erfolgt und alle anderen Netzbereiche störungsfrei weiterbetrieben werden können.It is also advantageous that when using this method only a selective one The network section disturbed by a short circuit is switched off and all other network areas can continue to operate without any problems.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens erstmals eine problemlose Einspeisung eines Streckenabschnittes durch mehr als zwei stationäre Energiequellen ermöglicht wird.Another advantage is that by using the inventive Procedure for the first time a problem-free feeding of a route section through more than two stationary energy sources is made possible.
Als stromgeregelte Energiequellen werden bevorzugt Schwungrad- oder Drehmasse speicher verwendet, die eine gleichmäßige Einspeisung der temporär gespeicherten Energie in das Netz oder den Netzbereich ermöglichen. Gleichfalls bevorzugt sind die Verwendung von Batterien oder Hochleistungskondensatoren, die eine kurzfristige Energieeinspeisung, insbesondere in Spitzenbelastungssituationen ermöglichen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Trennung der stromgeregelten. Energiequelle vom Netz oder den fehlerbehafteten Netzbereich auch dann, wenn die Betriebsspannung an der stromgeregelten Energiequelle unter einen zulässigen Wert sinkt. Die Unterschreitung der als zulässig zu betrachtenden Betriebsspannung wird als Signal für einen möglichen Kurzschluss detektiert und ausgewertet.Flywheel or rotating masses are preferred as current-controlled energy sources memory used, the even feeding of the temporarily stored Enable energy in the network or network area. They are also preferred Use batteries or high performance capacitors that are short term Enable energy feed-in, especially in peak load situations. In a further advantageous embodiment of the method, the separation of the current controlled. Power source from the network or the faulty network area too then when the operating voltage at the current-controlled energy source is below one permissible value drops. The shortfall of those to be regarded as admissible Operating voltage is detected as a signal for a possible short circuit and evaluated.
Eine Anordnung zur Realisierung des Verfahrens zur Kurzschlusserkennung besteht vorteilhaft aus einer Datenverarbeitungseinrichtung, in der die Kenngrößen Spannung und Strom an der stromgeregelten Energiequelle in differentiell kleinen Intervallen erfasst und aufbereitet werden. Die zeitliche Änderung der Energieaufnahmefähigkeit des Netzes oder Netzabschnittes wird bestimmt durch den zyklischen Vergleich der ermittelten Kenngrößen Δi/Δt bzw. Δu/Δt. Die Ergebnisse werden mit den netzspezi fisch zulässigen Schwellwerten verglichen. Beim Überschreiten des Schwellwertes werden alle Schutzschalter geöffnet, über die die stromgeregelte Energiequelle mit dem Netz oder mit dem gefährdeten Netzbereich verbunden ist. Nach Ablauf eines vorgebbaren Zeitintervalls wird die momentane Spannung am netzseitigen Anschluss aller betroffenen Schutzschalter bestimmt. Sofern zu diesem Zeitpunkt an allen betroffenen Schutzschaltern wieder die normierte Betriebsspannung anliegt, so werden die betreffenden Schalter wieder geschlossen und die Verbindung der stromgeregelten Energiequelle mit dem Netz oder dem Netzbereich wieder hergestellt.There is an arrangement for realizing the method for short-circuit detection advantageously from a data processing device in which the parameters are voltage and current at the current controlled energy source in differentially small intervals be recorded and processed. The temporal change in the energy absorption capacity of the network or network section is determined by the cyclical comparison of the determined parameters Δi / Δt or Δu / Δt. The results are compared with the network spec permissible threshold values compared. When the threshold is exceeded all circuit breakers are opened, via which the current-controlled energy source with the Network or connected to the endangered network area. After a Predeterminable time interval is the instantaneous voltage at the mains connection of all affected circuit breakers. Provided at all at this time affected circuit breakers are back to the normalized operating voltage, so the relevant switches closed again and the connection of the current-controlled Energy source with the network or network area restored.
In einer bevorzugten Anordnung erfolgt die Ermittlung der Kenngrößen für den Kurzschluss unmittelbar am Energiespeicher oder in räumlicher Nähe. In einer anderen, gleichfalls bevorzugten Ausbildung erfolgt die Bestimmung der Kenngrößen für den Kurzschluss unmittelbar an den Schutzschaltern oder in räumlicher Nähe.In a preferred arrangement, the parameters are determined for the Short circuit directly at the energy store or in close proximity. In another, Likewise preferred training is the determination of the parameters for the Short circuit directly at the circuit breakers or in close proximity.
Bei diesen bevorzugten Anordnungen besteht die Möglichkeit, die Detektionseinrich tungen unmittelbar in die betreffenden Baugruppen (Speicher, Schalter) zu integrieren. Dadurch werden die Fertigungskosten signifikant verringert und die Zuverlässigkeit und Störungssicherheit der Kurzschlusserkennungseinrichtung im Vergleich zu einer räumlich getrennten Anordnung in einer gesonderten Baugruppe verbessert.With these preferred arrangements, there is the possibility of the detection device to integrate directly into the relevant assemblies (memory, switches). This significantly reduces manufacturing costs and reliability and Reliability of the short-circuit detection device compared to one spatially separated arrangement improved in a separate assembly.
Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben und in Zeichnungen dargestellt:The invention is described below in several exemplary embodiments and in Drawings shown:
Es zeigen:Show it:
Fig. 1: eine zum Stand der Technik zählende Schaltungsanordnung einer strom geregelten Energiequelle in einem Energieversorgungsnetz im Betriebs zustand, Fig. 1: a counting to the prior art circuit arrangement state of a current regulated power source in a power supply system in operation,
Fig. 2: die Schaltungsanordung gemäß Fig. 1 mit einem Kurzschluss in einem Netzabschnitt, FIG. 2 shows the circuit arrangement of Figure 1 with a short circuit in a network portion.
Fig. 3: eine prinzipielle Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens, FIG. 3 shows a basic circuit arrangement for performing the process,
Fig. 4: eine weitere Schaltungsanordnung, wobei die Auswerteeinheit mit dem Schutzschalter in einer Baugruppe integriert ist, FIG. 4 shows a further circuit arrangement wherein the evaluation unit is integrated with the circuit breaker in an assembly,
Fig. 5: eine weitere Schaltungsanordnung, wobei die Auswerteeinheit mit der Energiequelle in einer Baugruppe integriert ist, FIG. 5 shows a further circuit arrangement wherein the evaluation unit is integrated with the power source in an assembly,
Fig. 6: eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens bei Einsatz eines Drehmassenspeichers in einem Bahnnetz, FIG. 6 shows a circuit arrangement for carrying out the method when using a rotating mass memory in a railway network,
Fig. 7: die zeitlichen Verläufe charakteristischer Messgrössen bei der Detektion eines Kurzschlusses in einem stationären Netz mit eingebundener strom geregelter Energiequelle, Fig. 7: the waveforms of characteristic metrics, at the detection of a short circuit in a stationary network with eingebundener current-controlled source of energy
Fig. 8: die zeitlichen Verläufe charakteristischer Messgrössen bei der Detektion eines Kurzschlusses, wobei beim Erreichen einer Toleranzgrenze des Schwellwertes des Energieaufnahmevermögens die Ermittlung der rele vanten Kenngrößen in zeitlich kürzeren Intervallen erfolgt. FIG. 8 shows the waveforms of characteristic metrics in the detection of a short circuit, which takes place the determination of the rele vant characteristics in time intervals shorter when it reaches a tolerance limit of the threshold value of the energy absorption capacity.
Fig. 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine bekannte Schaltungsanord nung eines Energiespeichers, der als stromgeregelte Energiequelle arbeitet. Zwei Verbraucher (4) und (5) werden aus einer Spannungsquelle (1) mit Energie versorgt. Energieerzeuger und Verbraucher sind jeweils durch eine Sicherung (6, 7, 10, 11) vor möglicher Überlastung geschützt. Die Sicherungen (6) und (7) übernehmen gleichzeitig den Kurzschlussschutz. Die beiden Verbraucher (4) und (5) stellen eine zeitlich stark schwankende Last dar. Bei entsprechend großem Widerstand der Versorgungsleitungen wird die Spannung an den Verbrauchern in Abhängigkeit der Belastung in einem großen Bereich schwanken. Fig. 1 shows a highly schematic representation of a known circuit arrangement of an energy store that works as a current-controlled energy source. Two consumers ( 4 ) and ( 5 ) are supplied with energy from a voltage source ( 1 ). Energy producers and consumers are each protected against possible overload by a fuse ( 6 , 7 , 10 , 11 ). Fuses ( 6 ) and ( 7 ) simultaneously take over short-circuit protection. The two consumers ( 4 ) and ( 5 ) represent a time-fluctuating load. With a correspondingly high resistance of the supply lines, the voltage at the consumers will fluctuate over a wide range depending on the load.
Der Energiespeicher, bestehend aus der Steuerelektronik (2) und dem Motorgenerator (3) ist in der Lage, bei schwacher Lastentnahme der Verbraucher Energie aus dem Energieversorgungsnetz aufzunehmen und diese bei starker Lastentnahme der Verbraucher wieder abzugeben. So werden sowohl die Belastungsspitzen des Energieversorgungsnetzes als auch die Spannungseinbrüche am Verbraucher verringert. The energy store, consisting of the control electronics ( 2 ) and the motor generator ( 3 ), is capable of absorbing energy from the energy supply network when the load is low, and of releasing it again when the load is heavily removed. In this way, both the load peaks of the energy supply network and the voltage drops at the consumer are reduced.
Die Schutzschalter (8) und (9) können den Energiespeicher selektiv aus dem Stromkreis heraustrennen.The circuit breakers ( 8 ) and ( 9 ) can selectively disconnect the energy store from the circuit.
Fig. 2 zeigt einen Kurzschluss (12) an einem der beiden Verbraucher. Fig. 2 shows a short circuit ( 12 ) on one of the two consumers.
Ist der Energiespeicher (3) zu diesem Zeitpunkt weitestgehend gefüllt, so wird Energie an die Verbraucher abgegeben und dazu die Spannung an seinem Anschlusspunkt erhöht. Dadurch wird nur ein geringer Strom von der Spannungsquelle (1) entnommen. Das hat zur Folge, dass die Sicherungen (6) und (7) ihrer Schutzfunktion nicht mehr gerecht werden können. Der Kurzschluss bleibt bestehen und wird sowohl vom Energiespeicher als auch von der Spannungsquelle gespeist. Da der Energiespeicher (3) über eine Stromregelung (2) verfügt, kann der Kurzschlussstrom von einer dem Energiespeicher zugeordneten Sicherung nicht abgeschaltet werden, da er sich in der Höhe nicht vom Betriebsstrom unterscheidet.If the energy store ( 3 ) is largely filled at this point in time, energy is released to the consumers and the voltage at its connection point is increased. As a result, only a small current is drawn from the voltage source ( 1 ). As a result, fuses ( 6 ) and ( 7 ) can no longer fulfill their protective function. The short circuit remains and is fed by both the energy store and the voltage source. Since the energy store ( 3 ) has a current control ( 2 ), the short-circuit current cannot be switched off by a fuse assigned to the energy store, since its height does not differ from the operating current.
Ist der Energiespeicher (3) dagegen wenig gefüllt, so wird die Sicherung (7) ihrer Schutzfunktion gerecht und die den Stromkreis versorgende Spannungsquelle (1) wird selektiv vom fehlerbehafteten Stromkreis abgeschaltet. Der Energiespeicher selbst wird dennoch über den Kurzschluss zunächst entladen werden, so dass ein Kurzschlussstrom über eine vom Füllstand des Energiespeichers abhängige Zeit weiter fließt. Kann der nicht betroffene Verbraucher (4) Energie in den Stromkreis zurückspeisen, so würde der Energiespeicher sogar wieder geladen werden können.If, on the other hand, the energy store ( 3 ) is not very full, the fuse ( 7 ) fulfills its protective function and the voltage source ( 1 ) supplying the circuit is selectively switched off by the faulty circuit. However, the energy store itself will initially be discharged via the short circuit, so that a short circuit current continues to flow for a time dependent on the fill level of the energy store. If the consumer ( 4 ) not affected can feed energy back into the circuit, the energy store could even be recharged.
Fig. 3 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Schaltungsanordnung zur Durch führung des Verfahrens. Die Kenngrößenermittlung erfolgt unmittelbar an der Energie quelle. Strom und Spannung an der stromgeregelten Energiequelle (2) werden über Messwandler (13, 14) und nachgeschaltete Analog-Digital-Umsetzer (15) in Intervallen Δt (34) erfasst und die Messwerte in einen Mikroprozessor (16) übertragen. Fig. 3 shows a highly schematic representation of a circuit arrangement for performing the method. The parameters are determined directly at the energy source. Current and voltage at the current-controlled energy source ( 2 ) are recorded at intervals Δt ( 34 ) via measuring transducers ( 13 , 14 ) and downstream analog-to-digital converters ( 15 ) and the measured values are transferred to a microprocessor ( 16 ).
Dieser berechnet daraus die weiteren Größen Leistung p und Ersatzleitwert q nach den
bekannten Formeln
From this, he calculates the other quantities power p and equivalent conductance q using the known formulas
p = u . i
p = u. i
und
and
q = i/uq = i / u
Die Größen werden in einem Ringspeicher (19) abgelegt. Im darauf folgenden Rechenschritt werden die neuen Erkennungsgrößen durch Differenzbildung mit den um eine Zeit tV (32) älteren Werten bestimmt und geprüft, ob der festgelegte Schwellwert überschritten worden ist. Im Fall einer Schwellwertüberschreitung wird ein Impuls (17) ausgegeben, welcher zur Abschaltung des Schutzschalters (8) führt.The sizes are stored in a ring memory ( 19 ). In the subsequent calculation step, the new detection variables are determined by forming the difference with the values older by a time t V ( 32 ) and it is checked whether the specified threshold value has been exceeded. In the event of a threshold value being exceeded, a pulse ( 17 ) is output which leads to the circuit breaker ( 8 ) being switched off.
Fig. 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Schaltungsanordnung, bei der die Auswerteeinheit mit dem Schutzschalter in einer Baugruppe integriert ist. Fig. 4 shows a further embodiment of a circuit arrangement in which the evaluation unit is integrated with the circuit breaker in an assembly.
Da die zu verarbeitenden Größen jeweils alle am betreffenden Schalter gemessen werden, verfügt jeder Schalter über ein eigenes Steuergerät (20), (21), das mit dem Schalter zu einer Baueinheit vereinigt ist. Für jeden Schutzschalter werden getrennt die Ströme und Spannungen gemessen und die Messwerte an den jeweiligen Mikrorechner oder Controller übertragen. Der Mikrorechner oder Controller nimmt für jeden Schutzschalter dieselben Rechenoperationen vor wie im Ausführungsbeispiel 1. Im Kurzschlussfall erfolgt die Abschaltung selektiv nur für den betroffenen Netzabschnitt.Since the quantities to be processed are all measured at the relevant switch, each switch has its own control unit ( 20 ), ( 21 ), which is combined with the switch to form a structural unit. The currents and voltages are measured separately for each circuit breaker and the measured values are transferred to the respective microcomputer or controller. The microcomputer or controller carries out the same arithmetic operations for each circuit breaker as in exemplary embodiment 1. In the event of a short circuit, the shutdown takes place selectively only for the network section concerned.
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eine Schaltungsanordnung, bei dem die Verarbeitung der Messgrößen an allen Schalter wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 4) erfolgt, jedoch mit dem Unterschied, dass ein einziger Mikroprozessor oder Controller die Verarbeitung aller Signale übernimmt und die Ergebnisse der stromgeregelten Energiequelle direkt zugeordnet werden. Die Signalverarbeitung kann in diesem Fall auch von der Steuereinrichtung der Energiequel le mit übernommen werden. FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of a circuit arrangement in which the processing of the measured variables takes place at all switches as in the previously described exemplary embodiment (see FIG. 4), but with the difference that a single microprocessor or controller takes over the processing of all signals and the results of the current-controlled energy source can be assigned directly. In this case, the signal processing can also be carried out by the control device of the energy source.
Fig. 6 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens bei Einsatz eines Drehmassenspeichers in einem Bahnnetz. Fig. 6 shows a further embodiment of a circuit arrangement for carrying out the method when using a rotating mass memory in a railway network.
Zur Verbesserung der Energiequalität zwischen zwei relativ weit voneinander entfernten Unterwerken (23, 24) eines Bahnnetzes wird ein Energiespeicher (2, 3) eingesetzt. Es ist eine zweigleisige Strecke, bestehend aus richtungsweise getrennt einzuspeisenden Fahrleitungen (25, 26) und den zur Rückleitung verwendeten Gleisen (27, 28) zu versorgen.An energy store ( 2 , 3 ) is used to improve the energy quality between two substations ( 23 , 24 ) of a rail network that are relatively far apart. A two-track line is to be supplied, consisting of contact lines ( 25 , 26 ) to be fed separately in each direction and the tracks ( 27 , 28 ) used for the return line.
Jedem Schutzschalter (8, 9) ist ein eigenes Schutzgerät (20, 21) mit einem Mikroprozes sor oder Controller (16) zugeordnet. Tritt ein Kurzschluss (12) auf der Strecke auf, so kann das Unterwerk 1 (23) den Kurzschluss nicht mehr erkennen, wenn der Energie speicher gerade Energie abgibt, da der Kurzschlussstromanteil des Unterwerkes zur Erkennung des Kurzschlusses nicht ausreicht.Each circuit breaker ( 8 , 9 ) is assigned its own protective device ( 20 , 21 ) with a microprocessor or controller ( 16 ). If a short circuit ( 12 ) occurs on the route, substation 1 ( 23 ) can no longer detect the short circuit when the energy store is emitting energy, since the short circuit current component of the substation is not sufficient to detect the short circuit.
Der Energiespeicher seinerseits kann den Kurzschluss mit den bekannten Mitteln entsprechend dem Stand der Technik nicht abschalten. Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Anordnung wird im Kurzschlussfall die betroffene Fahrtrichtung vom entsprechenden Schutzschalter (8) selektiv abgeschaltet und dadurch auch den Unterwerken eine sichere Abschaltung ermöglicht. Die nicht vom Fehler betroffene Fahrtrichtung bleibt in Funktion, so dass der Fahrbetrieb auf der Strecke ge ringstmöglich beeinträchtigt wird.The energy store in turn cannot switch off the short circuit using the known means according to the prior art. By using the arrangement according to the invention, in the event of a short circuit, the direction of travel concerned is selectively switched off by the corresponding circuit breaker ( 8 ), thereby also enabling the substations to be switched off safely. The direction of travel not affected by the error remains in operation, so that driving on the route is affected as little as possible.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Einsatz des erfindungsgemässen Verfahren erstmals eine problemlose Einspeisung eines Streckenabschnittes durch mehr als zwei stationäre Energiequellen ermöglicht wird.Another advantage is that by using the inventive Process for the first time a problem-free feeding of a route section by more as two stationary energy sources.
Bei Schaltvorgängen im Netz sind auch sprungartige Änderungen der Energieaufnah mefähigkeit möglich, wenn kein Kurzschluss vorliegt. Um die stromgeregelte Energiequelle in diesem Fall nicht dauernd abzuschalten, wird in einer bevorzugten Ausgestaltung nach einem einstellbaren Wiederkehr-Zeitintervall tWK geprüft, ob auf der Netzseite des Schutzschalters die Betriebsspannung noch anliegt. Im Kurzschlussfall sind nach der Wiederkehrzeitintervall tWK die Schutzeinrichtungen des Netzes zur Wirkung gelangt, so dass keine Netzspannung mehr anliegt. Liegt aber noch Netzspannung an, so handelt es sich um eine Fehlauslösung und die stromgeregelte Energiequelle kann wieder mit dem Netz verbunden werden. Dadurch wird eine selektive Abschaltung der fehlerbehafteten Netzabschnitte durch Detektion an der stromgeregelten Energiequelle erreicht.During switching operations in the network, sudden changes in the energy absorption capacity are possible if there is no short circuit. In order not to permanently switch off the current-controlled energy source in this case, a check is carried out in a preferred embodiment after an adjustable return time interval t WK to determine whether the operating voltage is still present on the network side of the circuit breaker. In the event of a short circuit, the protective devices of the network are activated after the return time interval t WK , so that there is no longer any mains voltage. However, if there is still mains voltage, the fault is tripped and the current-controlled energy source can be connected to the mains again. This results in a selective shutdown of the faulty network sections by detection at the current-controlled energy source.
Fig. 7 zeigt beispielhaft die zeitlichen Verläufe charkteristischer Messgrössen bei der Detektion eines Kurzschlusses in einem stationären Netz mit eingebundener stromgere gelter Energiequelle. Dabei wird der Kurzschluss mit Hilfe der zeitlichen Änderung des Stromes erfasst. Im oberen Diagramm ist der Verlauf von Strom (30) und Spannung (29) der stromgeregelten Energiequelle dargestellt. Beide Größen werden periodisch in einem Zeitintervall Δt (34) erfasst und im Ringspeicher des Mikroprozessors oder Controllers abgelegt. Nach der Messung berechnet der Mikroprozessor die Werte für die Stromänderung Δi (31) und Δu (33) innerhalb der Zeitspanne tV (32). Das Ergebnis ist im mittleren Diagramm dargestellt. Wird der Schwellwert (37) überschritten, setzt der Mikroprozessor oder Controller das Auslösesignal (17) wie es im unteren Diagramm dargestellt ist. Dadurch wird der oder werden die entsprechenden Schutzschalter geöffnet. Nach Ablauf der Zeit tWK (38) wird der Wert der Spannung (29) gemessen und als Wiederkehrspannung UWK (35) im Speicher abgelegt. Im Beispiel Fig. 7 ist die Spannung auf einen so geringen Wert abgesunken dass angenommen werden muss, dass ein Kurzschluss vorliegt. Deshalb bleibt das Auslösesignal (17) gesetzt. Wäre die Spannung aber noch im betrieblichen Bereich würde das Signal (17) zurückgenommen und der oder die entsprechenden Schutzschalter wieder geschlossen werden. Fig. 7 shows the waveforms of exemplary charkteristischer metrics in the detection of a short circuit in a stationary network with eingebundener stromgere elapsed-energy source. The short circuit is detected with the help of the change in the current over time. The upper diagram shows the course of current ( 30 ) and voltage ( 29 ) of the current-controlled energy source. Both variables are recorded periodically in a time interval Δt ( 34 ) and stored in the ring memory of the microprocessor or controller. After the measurement, the microprocessor calculates the values for the current change Δi ( 31 ) and Δu ( 33 ) within the time period t V ( 32 ). The result is shown in the middle diagram. If the threshold value ( 37 ) is exceeded, the microprocessor or controller sets the trigger signal ( 17 ) as shown in the diagram below. This opens the corresponding circuit breaker. After the time t WK ( 38 ), the value of the voltage ( 29 ) is measured and stored in the memory as a return voltage U WK ( 35 ). In the example in FIG. 7, the voltage has dropped to such a low value that it must be assumed that there is a short circuit. Therefore the trigger signal ( 17 ) remains set. If the voltage were still in the operational area, the signal ( 17 ) would be withdrawn and the corresponding circuit breaker or switches would be closed again.
Wenn der Kurzschluss in der elektrischen Nähe der stromgeregelten Energiequelle eintritt, so verringert sich die Höhe der Spannung an der Energiequelle signifikant. Deshalb kann der dargestellte Schutz vorteilhaft durch einen Unterspannungsschutz ergänzt werden der die Trennung der stromgeregelten Energiequelle vornimmt, wenn die Spannung unter einen bestimmten Schwellwert sinkt. If the short circuit in the electrical vicinity of the current controlled energy source occurs, the level of the voltage at the energy source decreases significantly. Therefore, the protection shown can be advantageous by an undervoltage protection will be added who will separate the current-controlled energy source if the voltage drops below a certain threshold.
Fig. 8 zeigt in mehreren Diagrammen die zeitlichen Verläufe charakteristischer Messgrössen bei der Detektion eines Kurzschlusses, wobei beim Erreichen einer Toleranzgrenze des Schwellwertes (37) des Energieaufnahmevermögens die Ermittlung der relevanten Kenngrößen in zeitlich kürzeren Abständen erfolgt. Sobald die Kenngröße Δi/tv den Umschaltwert (42) erreicht, wird das Abtastintervall der Messungen verkleinert, um den Zeitpunkt des Eintritts eines etwaigen Kurzschlusses zeitnah zu erfassen. Fig. 8 shows the waveforms in more diagrams of characteristic metrics in the detection of a short circuit, wherein the energy absorption capacity is carried out on reaching a tolerance limit of the threshold value (37) the determination of the relevant parameters in a time shorter intervals. As soon as the characteristic variable .DELTA.i / tv reaches the switchover value ( 42 ), the sampling interval of the measurements is reduced in order to promptly detect the point in time of a possible short circuit.
11
Spannungsquelle zur Energieversorgung
Power source for energy supply
22
Stromregelung der Energiequelle
Current control of the energy source
33rd
Energiespeicher
Energy storage
44
Verbraucher consumer
11
55
Verbraucher consumer
22
66
Sicherung Stromkreis Fuse circuit
11
77
Sicherung Stromkreis Fuse circuit
22
88th
Schutzschalter Circuit breaker
11
für stromgeregelte Energiequelle
for current controlled energy source
99
Schutzschalter Circuit breaker
22
für stromgeregelte Energiequelle
for current controlled energy source
1010th
Verbrauchersicherung Consumer protection
11
1111
Verbrauchersicherung Consumer protection
22
1212th
Kurzschluss
Short circuit
1313
Spannungswandler
Voltage converter
1414
Stromwandler
Power converter
1515
Analog-Digital-Wandler
Analog-to-digital converter
1616
Mikrorechner oder Controller
Microcomputer or controller
1717th
Auslöseimpuls Trigger
11
1818th
Auslöseimpuls Trigger
22
1919th
Ringspeicher
Ring buffer
2020th
Baueinheit aus Schutzschalter und erfindungsgemäßer Schutzeinrichtung Unit from circuit breaker and protective device according to the invention
11
2121
Baueinheit aus Schutzschalter und erfindungsgemäßer Schutzeinrichtung Unit from circuit breaker and protective device according to the invention
22
2222
Baueinheit aus stromgeregelter Energiequelle und
erfindungsgemäßer Schutzeinrichtung
Unit from current-controlled energy source and protective device according to the invention
2323
Unterwerk Substation
11
2424th
Unterwerk Substation
22
2525th
Fahrleitung Fahrtrichtung Catenary direction of travel
11
2626
Fahrleitung Fahrtrichtung Catenary direction of travel
22
2727
Gleis Fahrtrichtung Track direction of travel
11
2828
Gleis Fahrtrichtung Track direction of travel
22
2929
Zeitlicher Verlauf der Spannung an der stromgeregelten Energiequelle
Time course of the voltage at the current-controlled energy source
3030th
Zeitlicher Verlauf des Stromes an der stromgeregelten Energiequelle
Time course of the current at the current-controlled energy source
3131
Stromdifferenz Δi
Current difference Δi
3232
Zeit tV
Time t V
3333
Spannungsdifferenz Δu
Voltage difference Δu
3434
Messintervall Δt
Measuring interval Δt
3535
Wiederkehrspannung UWK
Return voltage U WK
3636
Zeit t
Time t
3737
Schwellwert
Threshold
3838
Wiederkehr-Zeitintervall tWK
Return time interval t WK
3939
Strom
electricity
4040
Spannung
tension
4141
Erkennungsgröße Δi/tV
Detection quantity Δi / t V
4242
Umschaltwert für verkleinertes Abtastintervall
Switchover value for reduced sampling interval
4343
Verkleinertes Abtastintervall
Reduced sampling interval
Claims (10)
- - der durch die stromgeregelte Energiequelle fließende Strom,
- - die an der stromgeregelten Energiequelle anliegende Spannung,
- - die von der stromgeregelten Energiequelle abgegebene elektrische Leistung,
- - den Ersatzleitwert des an der stromgeregelten Energiequelle angeschlossenen elektrischen Netzes oder Netzabschnittes.
- - the current flowing through the current regulated energy source,
- - the voltage present at the current-controlled energy source,
- - the electrical power delivered by the current regulated energy source,
- - The equivalent conductance of the electrical network or network section connected to the current-controlled energy source.
- - die durch die einzelnen Schutzschalter fließenden Ströme,
- - die zwischen Schutzschalter und entgegengesetzter Polarität anliegende Spannung,
- - die über die einzelnen Schutzschalter abgegebene elektrische Leistung,
- - den Ersatzleitwert des an den einzelnen Schutzschaltern angeschlossenen elektrischen Netzabschnittes.
- - the currents flowing through the individual circuit breakers,
- - the voltage present between the circuit breaker and the opposite polarity,
- - the electrical power output via the individual circuit breakers,
- - The equivalent conductance of the electrical network section connected to the individual circuit breakers.
dass ein Mikroprozessor oder Controller (16) über einen Analog-Digital- Wandler (15) mit einem Strom-Spannungs-Wandler (14) und über einen weite ren Analog-Digital-Wandler (15) mit einem Spannungswandler (13) sowie mit einem Ringspeicher (19) verbunden ist,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) in Intervallen Δt (34) Spannung und Strom an der stromgeregelten Energiequelle erfasst und die digitalisierten Werte im Ringspeicher (19) ablegt,
dass nach dem Ablegen der Messwerte für Strom und Spannung daraus Leistung und Ersatzleitwert des Netzes oder Netzteiles vom Mikroprozessor oder Control ler (16) berechnet und als Rechenwerte im Ringspeicher (19) abgelegt werden,
dass nach dem Ablegen der Messwerte die um ein Zeitintervall tV (32) älteren Mess- und Rechenwertewerte aus dem Ringspeicher (19) ausgelesen und von den ermittelten Mess- und Rechenwerten abgezogen werden,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) die errechneten Differenzen mit zulässigen Schwellwerten (37) vergleicht,
dass beim Überschreiten von mindestens einem der Schwellwerte ein Signal (17) ausgelöst wird, welches alle Schutzschalter öffnet, die die stromgeregelte Energiequelle mit dem Netz verbinden,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) nach einem Zeitintervall tWK (38) die Spannung am netzseitigen Anschluss der Schutzschalter ermittelt, wobei das Zeitintervall tWK so groß ist, dass alle nichtstromgeregelten Energiequellen im Netz oder Netzteil in dieser Zeit im Kurzschlussfall abgeschaltet worden sind,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) danach das Auslösesignal (17) für alle Schalter, an denen die Betriebsspannung anliegt, zurücksetzt, so dass die Schalter wieder geschlossen werden. 9. Circuit arrangement for performing the method according to one of claims 1, 2 or 4 to 7, characterized in that
that a microprocessor or controller ( 16 ) via an analog-digital converter ( 15 ) with a current-voltage converter ( 14 ) and via a further ren analog-digital converter ( 15 ) with a voltage converter ( 13 ) and with a Ring memory ( 19 ) is connected,
that the microprocessor or controller ( 16 ) detects voltage and current at the current-controlled energy source at intervals Δt ( 34 ) and stores the digitized values in the ring memory ( 19 ),
after the measured values for current and voltage have been stored, the power and equivalent conductance of the network or power pack are calculated therefrom by the microprocessor or controller ( 16 ) and stored as calculated values in the ring memory ( 19 )
that after the measured values have been stored, the measured and calculated values older by a time interval t V ( 32 ) are read out of the ring memory ( 19 ) and subtracted from the determined measured and calculated values,
that the microprocessor or controller ( 16 ) compares the calculated differences with permissible threshold values ( 37 ),
that when at least one of the threshold values is exceeded, a signal ( 17 ) is triggered, which opens all circuit breakers that connect the current-controlled energy source to the network,
that the microprocessor or controller ( 16 ) determines the voltage at the line-side connection of the circuit breakers after a time interval t WK ( 38 ), the time interval t WK being so large that all non-current-controlled energy sources in the network or power supply unit have been switched off in the event of a short circuit ,
that the microprocessor or controller ( 16 ) then resets the trigger signal ( 17 ) for all switches to which the operating voltage is applied, so that the switches are closed again.
dass ein Mikroprozessor oder Controller (16) über einen Analog-Digital- Wandler (15) mit einem Strom-Spannungs-Wandler (14) und über einen weite ren Analog-Digital-Wandler (15) mit einem Spannungswandler (13) sowie mit einem Ringspeicher (19) verbunden ist,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) in Intervallen Δt (34) Spannung und Strom an einem, einer stromgeregelten Energiequelle zugeordneten Schutz schalter erfasst und die digitalisierten Werte im Ringspeicher (19) ablegt,
dass nach dem Ablegen der Messwerte für Strom und Spannung daraus Leistung und Ersatzleitwert des Netzes oder Netzteiles vom Mikroprozessor oder Control ler (16) berechnet und als Rechenwerte im Ringspeicher (19) abgelegt werden,
dass nach dem Ablegen der Messwerte die um ein Zeitintervall tV (32) älteren Mess- und Rechenwerte aus dem Ringspeicher (19) ausgelesen und von den er mittelten Mess- und Rechenwerten abgezogen werden,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) die errechneten Differenzen mit zulässigen Schwellwerten (37) vergleicht,
dass beim Überschreiten von mindestens einem der Schwellwerte ein Signal (17) ausgelöst wird, welches den Schutzschalter öffnet,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) nach einem Zeitintervall tWK (38) die Spannung am netzseitigen Anschluss der Schutzschalter ermittelt, wobei das Zeitintervall tWK so ist, dass alle nichtstromgeregelten Energiequellen im Netz oder im Kurzschlussfall abgeschaltet worden sind,
dass der Mikroprozessor oder Controller (16) das Auslösesignal (17) für alle Schalter, an denen die Betriebsspannung anliegt, zurücksetzt, so dass die Schal ter wieder geschlossen werden.10. Circuit arrangement for performing the method according to one of claims 1, 3 to 7, characterized in that
that a microprocessor or controller ( 16 ) via an analog-digital converter ( 15 ) with a current-voltage converter ( 14 ) and via a further ren analog-digital converter ( 15 ) with a voltage converter ( 13 ) and with a Ring memory ( 19 ) is connected,
that the microprocessor or controller ( 16 ) at intervals Δt ( 34 ) detects voltage and current at a circuit breaker associated with a current-controlled energy source and stores the digitized values in the ring memory ( 19 ),
after the measured values for current and voltage have been stored, the power and equivalent conductance of the network or power pack are calculated therefrom by the microprocessor or controller ( 16 ) and stored as calculated values in the ring memory ( 19 )
that after the measured values have been stored, the measured and calculated values older by a time interval t V ( 32 ) are read out of the ring memory ( 19 ) and subtracted from the measured and calculated values determined,
that the microprocessor or controller ( 16 ) compares the calculated differences with permissible threshold values ( 37 ),
that when at least one of the threshold values is exceeded, a signal ( 17 ) is triggered which opens the circuit breaker,
that the microprocessor or controller ( 16 ) determines the voltage at the line-side connection of the circuit breakers after a time interval t WK ( 38 ), the time interval t WK being such that all non-current-controlled energy sources in the network or in the event of a short circuit have been switched off,
that the microprocessor or controller ( 16 ) resets the trigger signal ( 17 ) for all switches to which the operating voltage is applied, so that the switches are closed again.
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Legal Events
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