ELECTRIC COMMUTATION DEVICE FOR THE REPRESENTATION OF A BUS-BAR SYSTEM WITH A FAILURE RECORDER

Abstract: 1. An electric circuit arrangement for the representation of a bus-bar system with a failure recorder, whose bus-bar lines are formed from a number of bus bars (SS1, SS2, SS3) corresponding to the type of system, and which are assigned branches (A1, A2, A3) each provided with a respective voltage transformer (T1, T2, T3) to be connected to the assigned bus-bar lines by means of isolating switches (Q1, Q2, Q3) and power switches (Q0), and the present voltage transformers (T1, T2, T3) being employed for the purpose of the voltage measurement of the interconnected component of the bus-bar system, which forms a switching complex in each case, by assigned switching relays (BC171, K1, K2, K3) connecting a measuring line of the circuit arrangement to a voltage transformer of the bus-bar system and each bus-bar line (SS1, SS2, SS3) of each represented branch assigned control relays (K1, K2, K3) operated by auxiliary contacts of the isolating and power switches and which, when superimposing a plurality of branches upon a bus-bar line, control the switching relays (BC171, K1, K2, K3) in accordance with the connection of only one signal voltage transformer with the representation of the respective bus-bar line of the circuit arrangement, where the control relays assigned to the individual bus-bar lines (SS1, SS2, SS3) and the control relays of different branches are combined to form relay groups (BC3, BC33, CC3) characterised in that each of the control relays (K1, K2, K3) of each of the relay groups (BC3, BC33, CC3) is assigned two changeover contacts, whose normally-open contacts are mutually connected and arranged in the energisation circuit of the switching relays (BC171, K1, K2, K3), whereas the normally-closed contacts of the first changeover contacts form a common series connection (AK1-AK11) and the normally-open contacts of the second changeover contacts form a further series connection (AK2-AK12) parallel to the first one, and that both series connections are connected to one another at their one ends (AK11, AK12) and the ends (AK1) of the first series connections remote from the mutually connected ends (AK11, AK12) commonly connected to a pole (+) of an energising current source, and those of the second series connections (AK2) are each connected to a control means (V1, V2, V3) for triggering a switching means (K2) which in the rest position operates a failure recorder (R1, R2, R3) and in the energised state a time switch (T), which interrupts the switching means (K2) after a lapse of time greater than the time required for the change-over process from a branch of the bus-bar system to another branch.

Description: Elektrische Schaltungsanordnung zur Nachbildung einer Sammeischienenanlage mit einem Störschreiber Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltungsanordnung zur Nachbildung einer Sammelschienenanlage mit einem Störschreiber der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 264 580 bekannt ist. Solche Schaltungsanordnungen dienen der Spannungsmessung zum Zwecke der Prüfung und Überwachung jeweils zu Schaltkomplexen zusammengeschalteter Teile von Sammelschienenanlagen. Dazu bedient man sich der in den Abzweigen der Sammelschienenanlagen vorhandenen Spannungswandler. Zu Überwachungszwecken besitzen solche Schaltungsanordnungen ausserdem sog. Störschreiber, die sich im Falle einer Spannungsunterbrechung oder eines Spannungseinbruchs innerhalb von etwa 20 Millisekunden einschalten, um ein Störprotokoll zu schreiben. Es kommt nun vor, dass ein normaler Umschaltvorgang, etwa bei der Zuschaltung eines weiteren Abzweigs auf eine Sammelschienenleitung länger dauert als die zum Einschalten des Störschreibers vorgesehene Zeit, so dass der Störschreiber zu arbeiten beginnt, ohne dass eine Störung vorliegt, d.h. ein Umschaltvorgang als Störung registriert wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass der Störschreiber bei normalen, d. h. gewollten Schaltvorgängen auch dann nicht anspricht, wenn diese die Ansprechzeit des Störschreibers überschreiten. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Der Vorteil dieser erfindungsgemässen Schaltungsanordnung besteht vor allem darin, dass Fehlprotokollierungen des Störschreibers mit Hilfe einiger preiswerter und in die Schaltungsanordnung integrierbarer Bauelemente in Ein- schubtechnik vermieden werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Schaltbildern im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Eine Schaltungsanordnung für die Nachbildung eines Abschnittes einer Sammelschienenanlage mit drei Sammelschienenleitungen und drei Abzweigen; Fig. 2 den Steuerungsteil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 und Fig. 3 Einzelheiten einer der in Fig. 2 schematisch dar gestellten Steuer schaltungen für die Störschreiber unterbrechung. In Fig. 1 sind mit SS 1, SS 2 und SS 3 je eine dreiphasige Sammelschienenleitung mit Nulleiter bezeichnet. Für diese Sammelschienenleitungen stehen drei Abzweige Al, A2, A3 zur Verfügung, die über Trennschalter Q1, Q2, Q3 und Leistungsschalter QO wahlweise mit einer der Sammelschienenleitungen verbunden werden können. Jeder der drei Abzweige besitzt einen Spannungswandler T1, T2 bzw. T3. Diese Elemente bilden die Primäranlage. Die Spannungswandler sind über entsprechende Zuleitungen mit der Schaltungsanordnung zur Nachbildung der Primäranlage verbunden. Die einzelnen Verbindungsleitungen, die denen der Abzweige zu jeder der Sammelschienenleitungen entsprechen, sind an im Ruhezustand geöffnete Kontaktsätze K1, K2 und K3 von Zuschaltrelaisgruppen BC 171, BC 147, CC 171 angeschlossen, welche bei entsprechender Zuschaltung eines Abzweigs eine Verbindung zu den Sammelschienennachbildungsleitungen 1SU, 1SV, lSW, 1SN; 2SU, 2SV, 2SWfi 25N und 3SU, 3SV, 3SW, 35N, herstellen. In Fig. 2 sind die genannten Zuschaltrelaisgruppen mit den zugeordneten Steuerrelaiskreisen dargestellt. Dabei sind die Steuerrelais K1, K2 und K3 entsprechend ihrer Zuordnung zu der jeweiligen Sammelschienenleitung zu Gruppen zusammengefasst, wobei die mit BC3 bezeichnete Gruppe der Sammelschienenleitung SS 1, die mit BC 33 bezeichnete Gruppe der Sammelschienenleitung SS 2 und die mit CC3 bezeichnete Gruppe der Sammelschienenleitung SS 3 zugeordnet ist. Jedes dieser Relais jeder Gruppe ist mit zwei Umschaltkontakten versehen. Die Öffner der ersten Umschaltkontakte bilden gemeinsam je eine Reihenschaltung AKl-AtCll, die zusammen mit den Erregerspulen von Störschreiber-Betriebsrelais AC21, K1; BC21, K1 und CC21, K1 in Reihe geschaltet sind und deren Erregerstromkreise bilden. Die Öffner der zweiten Umschaltkontakte der Steuerrelais K1, K2, K3 bilden zur ersten Reihenschaltung parallel liegende zweite Reihenschaltungen AK2-AK12. Beide Reihenschaltungen sind an ihren den Störschreiber-Betriebsrelais zugewandten Seiten miteinander verbunden. Die anderen Enden AK1 der ersten Reihenschaltungen AKl-AKll sind mit dem Pluspol einer Erregerstromquelle, die anderen Enden AK2 der zweiten Reihenschaltungen AK2-AK12 sind mit je einem Steuermittel in Gestalt eines Transistors V1, V2, V3 der Steuervorrichtungen für die Störschreiberunterbrechung AC21, BC21, CC21 verbunden, denen Schaltmittel AC21, K2; BC 21, K2 und CC21, K2 zur Störschreiberunterbrechung zugeordnet sind. Die beiden Schliesser eines jeden der den Steuerrelais K1, K2, K3 zugeordneten Umschalter sind untereinander und mit je einer Erregerspule K1, K2, K3 von Zuschaltrelais verbunden, die ebenfalls entsprechend den Steuerrelais in Gruppen BC171, BC147 und CC171 zusammengefasst sind. Dabei ist die Gruppe BC171 der Sammelschienenleitungen SS 1, die Gruppe BC147 der Sammelschienenleitung SS 2 und die Gruppe CC171 der Sammelschienenleitung SS 3 mit je einer Relaisspule K1, K2, K3 für jeden Abzweig zugeordnet, Die Schaltungsanordnung nach den Fig. 1 und 2 bewirkt auf folgende Weise, dass auch bei der Zuschaltung mehrerer Abzweige auf eine einzige Sammelschienenleitung nur jeweils ein Spannungswandler T1, T2 und T3 einer dieser Abzweige Al, A2, A3 für die Spannungsmessung herangezogen wird: Es sei angenommen, dass die Trennschalter Q1 der Abzweige Al und A2 sowie die zugeordneten Leistungsschalter QO geschlossen und somit die Abzweige Al und A2 mit der Sammelschienenleitung SS 1 verbunden sind. Durch das Schliessen der dem Trennschalter Q1 und dem Leistungsschalter QO zugeordneten Hilfskontakte gleicher Bezeichnung in Fig. 2 werden die Relaisspulen BC3, K1 und K2 erregt. Dabei werden die beiden diesen Relais zugeordneten Umschalter betätigt, was zur Folge hat, dass das Zuschaltrelais BC171, K1 erregt wird, seine Kontakte BC171, K1 (Fig. 1), schliesst und den Spannungswandler T1 mit der Schaltungsanordnung verbindet. Das durch den Umschaltkontakt von BC3, K2 ebenfalls angesteuerte Zuschaltrelais BC171, K2 kann deswegen nicht erregt werden, weil durch Betätigen des Umschaltkontaktes des Steuerrelais BC3, K1 die Erregerstromkreise aller in der Kontaktkette AK1-AK11 rechts davon befindlichen Erregerstromkreise der Zuschaltrelais unterbrochen sind. Erst wenn der Abzweig Al von der Sammelschienenleitung SS 1 getrennt wird, so dass der obere Umschaltkontakt des Steuerrelais BC3, K1 wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt und damit das Zuschaltrelais BC171, K1 abfällt, seine Kontakte BCl7l, K1 (Fig, 1) öffnet und damit den Spannungswandler T1 von der Schaltungsanordnung trennt, kann das Zuschaltrelais BC171, K2 erregt werden, so dass seine Kontakte BC171, K2 (ig. 1) schliessen und der Spannungswandler T2 des Abzweigs A2 in Funktion tritt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei entsprechenden anderen Abzweig-Sammelschienenleitungs-Kombinationen Dabei hat erkennbar der jeweils links befindliche Spannungswandler den Vorrang vor den weiter rechts angeordneten im Falle gleicher Verbindungswege. Damit ist sichergestellt, dass in bezug auf die Wahl der jeweiligen Abzweige keine Parallelschaltung von Spannungswandlern erfolgen kann. Die Umschaltzeit für den oben geschilderten Vorgang des Trennens eines Spannungswandlers von der Schaltungsanordnung und der Verbindung mit einem anderen Spannungswandler ist länger als die Ansprechdauer der den einzelnen Sammelschienenleitungen zugeordneten Störschreiber zur Anfertigung eines Störprotokolls im Falle eines Spannungseinbruchs. Um das Ingangsetzen der Störschreiber bei einem normalen Umschaltvorgang der beschriebenen Art zu vermeiden, besitzt die vorliegende Schaltungsanordnung die Störschreiber-Steuervorrichtungen AC21, BC21 und CC21. Jede dieser Störschreiber-Steuervorrichtungen enthält ein Störschreiber-Betriebsrelais K1 und ein Störschreiber-Unterbrecherrelais K2. Beiden ist je ein Ruhekontakt zugeordnet. Die Ruhekontakte jeder Störschreiber-Steuervorrichtung sind in Reihe geschaltet und bilden den Schaltkreis des jeweils zugeordneten Störschreibers R1, R2 bzw. R3. Wenn kein Abzweig zugeschaltet ist, ist auch kein Steuerrelais BC3, K1 usw. erregt, Alle Ruhekontaktketten AK1-AKll und AK2-AK12 sind geschlossen und damit die Störschreiber Betriebsrelais AC21, K1 usw. angezogen und ihre zugeordneten Ruhekontakte geöffnet. Damit sind alle Störschreiber R1, R2 und R3 ausser Betrieb. Wird nun beispielsweise die Sammelschienenleitung SS 1 des Abzweigs A2 durch Schliessen der Hilfskontakte QO und Ql des Abzweigs A2 geschlossen, so wird die Relaisspule des Steuerrelais BC3, K2 erregt und betätigt seine Umschaltkontakte. Dadurch zieht das Zuschaltrelais BC171, K2 an und schliesst seinen Kontaktsatz BC171, K2 (Fig, 1). Damit ist der Spannungswandler T2 mit der Nachbildung der Sammelschienenleitung SS 1 der Schaltungsanordnung verbunden. Gleichzeitig werden der Erregerstromkreis des Störschreiber-Betriebsrelais AC21, K1 unterbrochen und das Störschreiber-Unterbrecherrelais AC21, K2 nach Durchschalten des Transistors V1 erregt. Dabei schliesst der Ruhekontakt AC21, K1 und öffnet der Ruhekontakt AC21, K2. Damit ist der Erregerstromkreis des Störschreibers R1 noch geöffnet. Auf noch zu beschreibende Weise wird nach Ablauf einer konstanten Zeit, die länger ist als die Umschaltdauer von einem Spannungswandler auf einen anderen, die Erregung des Störschreiber-Unterbrecherrelais AC21, K2 unterbrochen, so dass sein Ruhekontakt den Stromkreis für den Störschreiber R1 schliesst und diesen in Schreibbereitschaft versetzt. Wird nun der Abzweig Al auf die gleiche Sammelschienenleitung SS 1 geschaltet, so schliessen die Hilfskontakte Q1 und 00 des Abzweigs Al. Damit zieht das Steuerrelais BC3, K1 an und betätigt seine Umschaltkontakte. Dies hat zunächst zur Folge, dass der Erregerstromkreis zum Zuschaltrelais BC171, K2 unterbrochen wird und dieses abfällt, so dass durch Öffnen seines Kontaktsatzes K2 (Fig. 1) der Spannungswandler T2 des Abzweigs A2 von der Nachbildung der Sammelschienenleitung SS 1 der Schaltungsanordnung getrennt wird. Sodann zieht das Zuschaltrelais BC171, K1 an und schliesst seinen Kontaktsatz K1 (Fig. 1), so dass der Spannungswandler T1 des Abzweigs Al mit der Nachbildung der Sammelschienenleitung SS 1 der Schaltungsanordnung verbunden ist. Dabei erfährt die Messspannung eine kurzzeitige Unterbrechung, die, wenn sie ca. 20 Millisekunden überschreitet, was, um ein versehentliches Parallelschalten von zwei Spannungswandlern zu vermeiden, praktisch immer der Fall ist, zu einer Inbetriebsetzung des betreffenden Störschreibers und damit zur Anzeige einer Pseudostörung führt, d.h. einer Störung, die in Wirklichkeit ein normaler Umschaltvorgang war. Nun wird jedoch durch das Betätigern der Umschaltkontakte des Steuerrelais BC3, K1 der Stromkreis des Störschreiber-Unterbrecherrelais AC21, K2 über den Transistor V1 kurzzeitig unterbrochen. Auf eine im folgenden noch zu beschreibende Weise führt dies dazu, dass das Relais AC21, K2 während einer Dauer erregt wird, die grösser ist als die Umschaltdauer von einem Spannungswandler auf einen anderen in der eben beschriebenen Weise. Um diese Dauer öffnet auch der Ruhekontakt AC21, K2 und unterbricht den Betriebsstrom- kreis des Störschreibers Rl, so dass dieser keine Störung registrieren kann. In Fig. 3 ist im Prinzip dargestellt, mit welchen Mitteln und auf welche Weise eine solche Unterbrechung des betreffenden Störschreibers Rl, R2 oder R3 erreicht wird. Bei den Relais AC21, K1; BC21, K1 und CC21, K1 (Fig. 2) handelt es sich um gepolte Relais. Diese befinden sich normalerweise in der Ausgangslage, so dass die ihnen zugeordneten Ruhekontakte geschlossen sind. Im Falle der Zuoder Abschaltung eines Abzweigs, wie eben beschrieben, ändert mindestens eines der Steuerrelais der betreffenden Gruppe BC3, BC33 bzw. CC3 seinen Schaltzustand und unterbricht kurzzeitig das Pluspotential am Basiswiderstand R12 des Spannungsteilers Rll, R12 des betreffenden Transistors im Setzkreis des ihm zugeordneten gepolten Relais K2. Der Transistor steuert dann durch und setzt das ihm zugeordnete gepolte Relais K2 um. Dadurch öffnet sein Ruhekontakt und unterbricht den von ihm beeinflussten Störschreiber. Gleichzeitig wird über den Schliesskontakt des gepolten Relais K2 eine Zeitstufe T in Betrieb gesetzt, die nach einer festgelegten Zeit, die deutlich länger ist als die Ansprechdauer der Störschreiber, das gepolte Relais K2 mit Hilfe eines Impulses in die Ausgangslage zurücksetzt. Dadurch schliesst sein Ruhekontakt wieder und der betreffende Störschreiber geht erneut in Betrieb und ist für normale Fehlerprotokollaufzeichnungen wieder funktionsbereit. Um zu erreichen, dass auch eine "innere"Störung der Nachbildungsschaltung, etwa durch Ausfall der Steuerspannung, nicht als Störung der Sammelschienenanlage registriert wird, soll der betroffene Störschreiber auch in einem solchen Falle unterbrochen werden. Dies kann durch Anordnung einer Kondensator-Eleichrichter-Kombination erreicht werden, bei der der Kondensator C1 zwischen dem Emitter des Transistors V1 und dem negativen Pol der Steuerspannung und der Gleichrichter G1 in die Plusleitung vor dem jeweiligen Anschlusspunkt der Störschreiber-Steuervorrichtung eingefügt wird. Dadurch wird bewirkt, dass bei einem Ausfall der Steuerspannung die Emitter-Kollektor Spannung des Transistors V1 vom aufgeladenen Kondensator C1 gehalten wird, während das Pluspotential am Basiswiderstand R12 fehlt. Dieser Zustand führt, wie oben beschrieben, ebenfalls zu einer Unterbrechung des betreffenden Störschreibers bis zur Wiederkehr der Steuerspannung. 4 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Elektrische Schaltungsanordnung zur Nachbildung einer Sammelschienenanlage mit einem Störschreiber, deren Sammelschienenleitungen aus einer der Art der Anlage entsprechenden Anzahl von Sammelschienen gebildet ist, denen mit je einem Spannungswandler versehene Abzweige zugeordnet sind, die über Trenn- und gegebenenfalls Leistungsschalter an die zugeordneten Sammelschienenleitungen anschliessbar sind, und der Schaltungsanordnung zum Zwecke der Spannungsmessung des jeweils einen Schaltkomplex bildenden zusammengeschalteten Teils der Sammelschienenanlage unter Benutzung der vorhandenen Spannungswandler Zuschaltrelais zum Verbinden einer Messleitung der Schaltungsanordnung mit einem Spannungswandler der Sammelschienenanlage sowie jeder Sammelschienenleitung eines jeden nachgebildeten Abzweigs von Hilfskontakten der Trenn- bzw. Leistungsschalter betätigte Steuerrelais zugeordnet sind, die bei der Aufschaltung mehrerer Abzweige auf eine Sammelschienenleitung die Zuschaltrelais im Sinne der Verbindung nur eines einzigen Spannungswandlers mit der Nachbildung der betreffenden Sammelschienenleitung der Schaltungsanordnung steuern, wobei die den einzelnen Sammelschienenleitungen zugeordneten Steuerrelais sowie die Zuschaltrelais verschiedener Abzweige zu Relaisgruppen zusammengefasst sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jedem der Steuerrelais (K1, K2, K3) jeder der Relaisgruppen (BC3, BC33, CC3) zwei Umschaltkontakte zugeordnet sind, deren Schliesser miteinander verbunden und im Erregerstromkreis der Zuschaltrelais (BC171, K1, K2, K3...) angeordnet sind, während die Öffner der ersten Umschaltkontakte gemeinsam eine Reihenschaltung (AKl-AKll) und die Öffner der zweiten Umschaltkontakte eine zur ersten parallele weitere Reihenschaltung (AK2-AK12) bilden und dass beide Reihenschaltungen an ihren einen Enden (AKll, AK12) miteinander verbunden sind und die den miteinander verbundenen Enden (akyl, AK12) abgewandten Enden (AK1) der ersten Reihen schaltungen gemeinsam mit einem Pol einer Erregerstrom quelle und diejenigen der zweiten Reihenschaltungen (AK2) mit je einem Steuermittel (V1, V2, V3) zur Erregung eines Schaltmittels (K2) verbunden sind, das im Ruhezustand einen Störschreiber (R1, R2, R3) und im erregten Zustand einen Zeitschalter T betätigt, der das Schaltmittel (K2) nach Ablauf einer Zeit, die grösser als die für den Umschaltvorgang von einem Abzweig der Sammelschienenanlage auf einen anderen Abzweig benötigten Zeit, unterbricht. 2. Schaltungsanordnung 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 als Steuermittel (V1, V2, V3) elektronische Schaltelemente und als Schaltmittel (K2) polarisierte Relais verwendet sind, deren Setzspulen von den zugeordneten elektronischen Schaltelementen und deren Rücksetzspulen von den zugeordneten Zeitschaltern erregbar sind, und die polarisierten Relais im gesetzten Zustand den jeweils zugeordneten Störschreiber (R1, R2, R3) ausschalten und im rückgesetzten Zustand einschalten. 3. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass an den miteinander verbundenen Enden der Reihenschaltungen (akyl, AK12) Erregerspulen von Störschreiber-Betriebsrelais (AC21, K1; BC21, K1 und CC21, K1) angeschlossen sind, deren Ruhekontakte in Serie geschaltet sind zu den im Einschaltstromkreis der Störschreiber (R1, R2, R3) angeordneten Ruhekontakten der Schaltmittel (K2). 4. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass parallel zur Serienschaltung von elektronischem Schaltelement (V1) und Schaltmittel (K2) ein Kondensator (C1) und in Serie zur Erregerstromquelle ein Gleichrichter (G1) angeordnet sind.

Inventors: GMEINDER, GEORG, DIPL.-ING., SEGSCHNEIDER, JOSEF
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: H02J13
IPC codes: H02J13, H02B1