DE102013216939A1 - Switch arrangement for use in power distribution system, has downstream switches connected with upstream switch over common interface, where signals are formed as cancellation signals whose reception completes delay by upstream switch - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung in einem Stromverteilungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a switch arrangement in a power distribution system according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, den Strom in einem Stromverteilungssystem über Schalter, insbesondere Leistungsschalter für den Niederspannungsbereich, auf einzelne Anlagenzweige (bzw. Verbraucher) zu verteilen. Die Schalter sind jeweils für einen Nennstrom ausgelegt und unterbrechen den durch den Schalter fließenden Strom im Fehlerfalle, der beispielsweise bei einem Kurzschluss vorliegt. Dabei soll jeweils nur der Anlagenzweig abgeschaltet werden, der von dem Fehler betroffen ist bzw. der dem Fehler am nächsten liegt. Dieses Verhalten wird selektives Abschalten genannt. Zumindest in jedem von der Einspeisung aus gesehen vorgeordneten Schalter sind eine Erfassungseinrichtung und eine Auslöseeinheit vorhanden. Die Erfassungseinrichtung erfasst mit Hilfe von Wandlern jeweils den Strom, welcher durch den Schalter fließt, wobei die Auslöseeinheit prüft, ob eine vorgegebene Strombedingung erfüllt ist. Ist dies der Fall, löst die Auslöseeinheit den Schalter aus. It is known to distribute the power in a power distribution system via switches, in particular circuit breakers for the low voltage range, on individual plant branches (or consumers). The switches are each designed for a rated current and interrupt the current flowing through the switch in case of failure, which is present for example in the case of a short circuit. In each case only the plant branch is to be switched off, which is affected by the error or which is closest to the error. This behavior is called selective shutdown. At least in each upstream from the feed switch seen a detection device and a trip unit are present. The detection device detects by means of transducers each of the current flowing through the switch, wherein the trip unit checks whether a predetermined current condition is met. If this is the case, the trip unit triggers the switch.
Es sind Schalteranordnungen bekannt, bei denen die Schalter zum selektiven Abschalten miteinander kommunizieren. So teilt ein (nachgeordneter) Schalter, bei dem beispielsweise die Strombedingung erfüllt ist, weil insbesondere ein Kurzschluss vorliegt, dies dem vorgeordneten Schalter durch ein entsprechendes Signal mit. Als Folge löst der vorgeordnete Schalter selbst erst einmal nicht aus, sondern wartet eine bestimmte Zeit (eine vorgegebene Verzögerungszeit) ab, ob der nachgeordnete Schalter auslöst. Hat der nachgeordnete Schalter nach Ablauf der Verzögerungszeit nicht ausgelöst, so unterbricht der vorgeordnete Schalter den Stromfluss. Der Kommunikationsweg erfolgt jeweils vom nachgeordneten Schalter in Richtung Einspeisung. Man bezeichnet diese Art der Selektivität als zeitverkürzte Selektivitätssteuerung ZSS, die auch als ZSI (Zone Selective Interlocking) bekannt ist. There are known switch arrangements in which the switches for selectively switching off communicate with each other. Thus, a (downstream) switch, in which, for example, the current condition is satisfied because, in particular, a short circuit, communicates this to the upstream switch by means of a corresponding signal. As a result, the upstream switch itself does not trigger once, but waits a certain time (a predetermined delay time) from whether the downstream switch triggers. If the downstream switch has not triggered after the delay time has elapsed, the upstream switch interrupts the current flow. The communication path takes place in each case from the downstream switch in the direction of feed. This type of selectivity is referred to as a time-limited selectivity control ZSS, which is also known as ZSI (Zone Selective Interlocking).
Das Signal kann, wie aus der
Sind einem Schalter mehrere Schalter unmittelbar nachgeordnet, so ist es üblich, diese kommunikationsmäßig über eine gemeinsame Schnittstelle, beispielsweise über einen Bus, mit dem vorgeordneten Schalter zu verbinden. If a switch is followed by a plurality of switches immediately, then it is customary to connect these to the upstream switch via a common interface, for example via a bus.
Insbesondere aus der
Nachteilig ist bei der bekannten Kommunikation mittels digitaler Signale, dass undefinierte Zustände an der gemeinsamen Schnittstelle auftreten können, wenn zwei Schalter gleichzeitig ein Signal an den vorgeordneten Schalter senden, was mit einer Beeinträchtigung der Schutzfunktion verbunden sein kann. A disadvantage of the known communication by means of digital signals that undefined states can occur at the common interface when two switches simultaneously send a signal to the upstream switch, which may be associated with an impairment of the protection function.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, undefinierte Zustände zu vermeiden, um die Schutzfunktion zu jeder Zeit sicherzustellen. The object of the invention is to avoid undefined states to ensure the protection function at all times.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar. The object is solved by the features of claim 1; the dependent claims represent advantageous embodiments.
Die Lösung sieht vor, dass die Signale aus einem Übergang vom High-Zustand in den Low-Zustand und einer jedem Signal zur Unterscheidung zugeordneten (signalspezifischen) zeitlichen Signallänge gebildet sind, dass ein Signal ein Aufhebungssignal ist, dessen Empfang durch den vorgeordneten Schalter die von einem Verzögerungssignal ausgelöste Verzögerung jeweils beendet, und dass die Signallänge des Aufhebungssignals größer als die Signallängen der übrigen Signale ist. The solution provides that the signals from a transition from the high state to the low state and each signal to distinguish associated (signal-specific) time signal length are formed, that a signal is a cancellation signal whose receipt by the upstream switch that of each time a delay signal is triggered, and that the signal length of the cancellation signal is greater than the signal lengths of the remaining signals.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen: The invention will be described in more detail with reference to an embodiment. Show it:
Der durch die unmittelbar nachgeordneten Schalter
Die Schalter
Die Schalter
Die Basis-Struktur des ZSI-Systems (oder der ZSI-Verbindungen der Schalter
Das Signal M entspricht der Monitoring-Information, die für die Kontrolle z.B. eines eventuellen Drahtbruchs steht, das Signal U entspricht der Unlock-Information für die Rücknahme eines Verzögerungssignals IL, beispielsweise für den Fall, dass der Kurzschluss wieder verschwunden ist, das Signal S entspricht der Short-Time-Delay-Information, das Signal ESCD entspricht der Kurzschlussfrüherkennung, das Signal G entspricht der Information für einen erkannten Erdschlussfehler und das Signal UL entspricht der Information für Hilfe. The signal M corresponds to the monitoring information used for the control of e.g. a possible wire break, the signal U corresponds to the unlock information for the withdrawal of a delay signal IL, for example, in the event that the short circuit has disappeared again, the signal S corresponds to the short-time delay information, the signal ESCD corresponds to Short-circuit detection, the signal G corresponds to the information for a detected ground fault and the signal UL corresponds to the information for help.
Die Signale M, U, G, S, ESCD und UL weisen eine digitale Form auf und bestehen jeweils aus zwei Zuständen, deren Spannungs-Pegel hier entweder auf 0 Volt (Low-Zustand) oder auf +5 Volt (High-Zustand) liegt. Ein Signal M, U, G, S, ESCD, UL ist gesetzt (also logisch Eins), wenn es einen Low-Zustand, und nichtgesetzt (also logisch Null), wenn es einen High-Zustand aufweist. The signals M, U, G, S, ESCD and UL have a digital form and each consist of two states whose voltage level is here either at 0 volts (low state) or at +5 volts (high state) , A signal M, U, G, S, ESCD, UL is set (ie logic one) if it is a low state and not set (ie logic zero) if it has a high state.
Der Spannungs-Pegel muss bei allen Signalen M, U, G, S, ESCD, UL vor Beginn des jeweiligen Signals M, U, G, S, ESCD, UL, also dessen Startflanke, für eine vorgegebene Mindestzeit von 60 µs auf dem High-Zustand liegen. The voltage level must at all signals M, U, G, S, ESCD, UL before the start of the respective signal M, U, G, S, ESCD, UL, ie its start edge, for a predetermined minimum time of 60 microseconds on the high State.
In
Jedem Schalter
Da die Schalter
Die Signale G, S, ESCD gehören zu den Verzögerungssignalen IL, die dazu dienen, die Verzögerungszeit des vorgeordneten Schalters durch einen nachgeordneten Schalter zu starten, ihn also für diese Zeit zu sperren. The signals G, S, ESCD belong to the delay signals IL, which serve to start the delay time of the upstream switch by a downstream switch, thus to block it for this time.
Hat beispielsweise der Schalter
Speziell und mit anderen Worten: Erkennt der Schalter
Falls die Unterbrechung des Stroms durch den Schalter
Die Signallänge des Aufhebungssignals UL ist stets größer als die Signallängen der Signale M, U, G, S, ESCD, also allgemein auch größer als die der Verzögerungssignale IL. The signal length of the cancellation signal UL is always greater than the signal lengths of the signals M, U, G, S, ESCD, that is generally greater than that of the delay signals IL.
Beim Zusammentreffen zweier Signale M, U, G, S, ESCD dominiert immer das Aufhebungssignal UL, da sich seine Länge durch die Überlagerung im ungünstigsten Fall nur verlängert. Es besteht also keine Gefahr, dass bei einer Überlagerung ein schwächeres (unwichtigeres) Signal, z.B. das Signal M, entsteht (gebildet wird), also ein Signal, welches den Schalter
Zu beachten ist, dass jeder Schalter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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