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DE20207006U1 - Device for the switchable power supply of electrical consumers - Google Patents

Device for the switchable power supply of electrical consumers

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Publication number
DE20207006U1
DE20207006U1 DE20207006U DE20207006U DE20207006U1 DE 20207006 U1 DE20207006 U1 DE 20207006U1 DE 20207006 U DE20207006 U DE 20207006U DE 20207006 U DE20207006 U DE 20207006U DE 20207006 U1 DE20207006 U1 DE 20207006U1
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DE
Germany
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energy supply
switching
consumer
devices
energy
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DE20207006U
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BENNING ELEKTROTECHNIK
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BENNING ELEKTROTECHNIK
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads

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  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Description

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D-40547 DÜSSELDORF
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D-40547 DÜSSELDORF
PATENT ATTORNEYS &mdash;

Theo Benning Elektrotechnik und Elektronik GmbH & Co. KG Münsterstraße 135-137 46397 BocholtTheo Benning Electrical Engineering and Electronics GmbH & Co. KG Münsterstrasse 135-137 46397 Bocholt

DIPL-ING.DIPL-ING. WOLFRAM WATZKE (- 1999)WOLFRAM WATZKE (- 1999) PATENT ATTORNEYSPATENT ATTORNEYS DIPL-ING.DIPL-ING. HEINZJ. RINGHEINZJ. RING 02-027702-0277 DIPL-ING.DIPL-ING. ULRICH CHRISTOPHERSENULRICH CHRISTOPHERSEN DIPL-ING.DIPL-ING. MICHAEL RAUSCHMICHAEL RAUSCH DIPL-ING.DIPL-ING. WOLFGANG BRINGMANNWOLFGANG BRINGMANN PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS 2. Mai 2002May 2, 2002 EUROPEANEUROPEAN Uns. ZeichenUs. Sign Our ref.Our ref. Ihr ZeichenYour sign Your ref.Your ref. DatumDate

Vorrichtung zur schaltbaren Energieversorgung elektrischer Verbraucher Device for switchable energy supply of electrical consumers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schaltbaren Energieversorgung elektrischer Verbraucher mit einer lokal angeordneten, unabhängig von einem Energieversorgungsnetz betreibbaren elektrischen Energieversorgungseinrichtung und wenigstens einer steuerbaren, mit dem Energieversorgungsnetz verbindbaren, elektrischen Schalteinrichtung, wobei wenigstens ein elektrischer Verbraucher in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Schalteinrichtungen über das Energieversorgungsnetz und/oder die Energieversorgungseinrichtungen mit elektrischer Energie versorgbar ist.The invention relates to a device for the switchable energy supply of electrical consumers with a locally arranged electrical energy supply device that can be operated independently of an energy supply network and at least one controllable electrical switching device that can be connected to the energy supply network, wherein at least one electrical consumer can be supplied with electrical energy via the energy supply network and/or the energy supply devices depending on the operating state of the switching devices.

Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art finden eine weite Verwendung im Bereich von Energieversorgungen für Telekommunikationsanlagen wie Sende- und Empfangsstationen, Vermittlungseinrichtungen und dergleichen, im Bereich von Energieversorgungen, beispielsweise der öffentlichen Energieversorgungsanlagen, sowie auch in sicherheitsrelevanten Bereichen, wie beispielsweise sowohl im Luftverkehr zur Versorgung von Funk- und Radarsystemen, Landebahnbefeuerungen und weiterer Sicherheitseinrichtungen als auch im Bereich der Bahntechnik zur Versorgung von Signalanlagen, Streckenüberwachungssystemen und dergleichen. Mit dem Einsatz derartiger Vorrichtungen wird zugleich eine Unabhängigkeit von der Verfügbarkeit einem öffentlichen Energieversorgungsnetz erreicht, indem beispielsweise im Fall einer Störung des öffentlichen Energieversorgungsnetzes die Vorrichtung zugleich auch die Versorgung des entsprechenden Verbrauchers mit Energie übernimmt.Devices of the generic type are widely used in the field of energy supplies for telecommunications systems such as transmitting and receiving stations, switching devices and the like, in the field of energy supplies, for example public energy supply systems, and also in safety-relevant areas, such as in air traffic for supplying radio and radar systems, runway lighting and other safety devices, and in the field of railway technology for supplying signaling systems, route monitoring systems and the like. The use of such devices also achieves independence from the availability of a public energy supply network, for example in the event of a disruption to the public energy supply network, the device also takes over the supply of energy to the corresponding consumer.

Telefon (0211) 572IW :..· .:.· *··* »«BHMarfc, Düsseldorf " (BLZ 3*00205 00) 40113276 Telefax (0211) 586225 Stadt-Sparkasse, Düsseldorf (BLZ 30050110) 10090769Telephone (0211) 572IW :..· .:.· *··* »«BHMarfc, Düsseldorf " (bank code 3*00205 00) 40113276 Fax (0211) 586225 Stadt-Sparkasse, Düsseldorf (bank code 30050110) 10090769

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Werden mehr Einheiten installiert, als zur Erfüllung der Energieversorgung dieser Einrichtungen erforderlich ist, auch Redundanz genannt, können Ausfälle solcher sicherheitsrelevanter Einrichtungen so weit wie möglich vermieden werden. Solche Systeme stellen eine Energieversorgung auch dann sicher, wenn eine Störung eines die Einrichtungen mit Energie versorgenden Energieversorgungsnetzes vorliegt. If more units are installed than are required to meet the energy supply of these facilities, also known as redundancy, failures of such safety-relevant facilities can be avoided as far as possible. Such systems ensure energy supply even if there is a disruption in the energy supply network that supplies the facilities with energy.

In einem Normalbetrieb ist der die Einrichtung bildende, mit der Vorrichtung verbindbare elektrische Verbraucher über die Schalteinrichtung mit dem mit der Vorrichtung verbindbaren Energieversorgungsnetz verbunden, so daß die Energieversorgungseinrichtung keine Leistung bereitstellt. Die Schalteinrichtung kann zwei Schaltzustände einnehmen, und zwar zum einen den Schaltzustand der Verbindung zwischen dem Energieversorgungsnetz und dem Verbraucher und der Trennung der Energieversorgungseinrichtung vom Verbraucher sowie zum anderen den Schaltzustand der Verbindung zwischen der Energieversorgungseinrichtung und dem Verbraucher und der Trennung des Energieversorgungsnetzes vom Verbraucher. Die Schalteinrichtung weist zur Ausführung einer Schaltfunktion steuerbare Schaltelemente auf, zum Beispiel elektromechanische Schaltelemente wie Relais, Schütz und dergleichen. Sie kann auch in Kombination oder ausschließlich elektronische Schaltelemente wie Thyristoren, TRIACs, GTO's und dergleichen aufweisen.In normal operation, the electrical consumer that forms the device and can be connected to the device is connected via the switching device to the power supply network that can be connected to the device, so that the power supply device does not provide any power. The switching device can assume two switching states, namely the switching state of the connection between the power supply network and the consumer and the separation of the power supply device from the consumer, and the switching state of the connection between the power supply device and the consumer and the separation of the power supply network from the consumer. The switching device has controllable switching elements to carry out a switching function, for example electromechanical switching elements such as relays, contactors and the like. It can also have electronic switching elements such as thyristors, TRIACs, GTOs and the like in combination or exclusively.

Erst bei Auftreten einer Störung im Energieversorgungsnetz wird die Energieversorgungseinrichtung oder werden die Energieversorgungseinrichtungen aktiv und versorgen den Verbraucher anstelle des Energieversorgungsnetzes mit Energie. Über die Schalteinrichtungen werden durch einen Wechsel des Schaltzustands das Energieversorgungsnetz vom Verbraucher getrennt und die Verbindung zwischen den Energieversorgungseinrichtungen und dem Verbraucher hergestellt.Only when a fault occurs in the power supply network does the power supply device or devices become active and supply the consumer with energy instead of the power supply network. The switching devices separate the power supply network from the consumer by changing the switching state and the connection between the power supply devices and the consumer is established.

Es ist wünschenswert, Störungen in der Versorgung des Verbrauchers mit Energie weitgehend zu vermeiden. Daher wird als nachteilig empfunden, daß beim Wechseln des Schaltzustands der Schalteinrichtung kurzzeitig Störungen der Energieversorgung des Verbrauchers auftreten können. Dies kann Einfluß auf die Zuverlässigkeit eines Betriebs des Verbrauchers haben, wodurch ein empfindlicher Verbraucher in seinem bestimmungsgemäßen Betrieb gestört werden kann.It is desirable to avoid disruptions in the energy supply to the consumer as far as possible. It is therefore considered disadvantageous that when the switching state of the switching device changes, disruptions to the consumer's energy supply can occur for a short time. This can affect the reliability of the consumer's operation, which can disrupt the intended operation of a sensitive consumer.

Es ist daher die A u f g a b e der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Zuverlässigkeit der Energieversorgung erreichbar ist.It is therefore the object of the present invention to provide a device with which an improved reliability of the energy supply can be achieved compared to the prior art.

Als Lösung der vorliegenden Aufgabe wird mit der Erfindung eine gattungsgemäße Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Recheneinrichtung aufweist, über welche zumindest der Betriebszustand einer Schalteinrichtung vorgebbar ist.To achieve the present object, the invention proposes a generic device which has a computing device via which at least the operating state of a switching device can be specified.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Störung eines bestimmungsgemäßen Betriebs eines Verbrauchers um so unwahrscheinlicher ist, je kürzer ein Zeitraum für einen Wechsel der Energieversorgung des Verbrauchers vom Energieversorgungsnetz auf die Energieversorgungseinrichtung ist, in dem entweder keine Energieversorgung erfolgt oder unbestimmt ist. Erfindungsgemäß kann mittels der Recheneinrichtung eine quasi Echtzeitsteuerung und/oder Regelung der Energieversorgungseinrichtung erreicht werden, so daß der Zeitraum für einen Wechsel der Energieversorgung des Verbrauchers reduziert ist. Auch ein hinsichtlich Störungen in der Energieversorgung empfindlicher Verbraucher ist über einen Wechsel der Energieversorgung bestimmungsgemäß ohne Störungen betreibbar. Vorteilhaft können ferner Betriebsdaten wie der Betriebszustand der Schalteinheit, eine Belastung der Energieversorgungseinrichtung und des Energieversorgungsnetzes durch in der Vorrichtung vorgesehene entsprechende Sensoren und/oder Meßfühler ermittelt werden. Die gewünschten Größen sind ermittelbar und entsprechende Meßdaten werden bereitgestellt. Eine Störung im Energieversorgungsnetz kann unmittelbar erkannt und ein Wechsel des Schaltzustands der Schalteinrichtung sowie eine Aktivierung der Energieversorgung kann automatisch durchgeführt werden, indem entsprechende Steuerbefehle an die Schalteinrichtung übermittelt werden. Die Schalteinrichtungen können so gesteuert werden, daß diese in einen anderen Schaltzustand übergehen, über den die Energieversorgung des Verbraucher über die Energieversorgungseinrichtung ausführbar ist. Durch eine hierdurch erreichbare äußerst schnelle Reaktionszeit ist der Zeitraum für einen Wechsel der Energieversorgung reduzierbar. Die Recheneinrichtung kann separat ausgebildet sein. Sie kann aber auch einstückig beispielsweise mit einer Schalteinrichtung oder einer Energieversorgungseinrichtung ausgebildet sein.The invention is based on the knowledge that a disruption of the intended operation of a consumer is all the more unlikely the shorter the period for changing the consumer's energy supply from the energy supply network to the energy supply device, during which either no energy supply is provided or is indefinite. According to the invention, a quasi real-time control and/or regulation of the energy supply device can be achieved by means of the computing device, so that the period for changing the consumer's energy supply is reduced. Even a consumer that is sensitive to disruptions in the energy supply can be operated as intended without disruptions by changing the energy supply. Furthermore, operating data such as the operating state of the switching unit, a load on the energy supply device and the energy supply network can advantageously be determined by corresponding sensors and/or measuring probes provided in the device. The desired quantities can be determined and corresponding measurement data are provided. A disruption in the energy supply network can be recognized immediately and a change in the switching state of the switching device and an activation of the energy supply can be carried out automatically by transmitting corresponding control commands to the switching device. The switching devices can be controlled in such a way that they change to another switching state, via which the energy supply to the consumer can be carried out via the energy supply device. The extremely fast reaction time that can be achieved in this way means that the time for changing the energy supply can be reduced. The computing device can be designed separately. However, it can also be designed as one piece, for example with a switching device or an energy supply device.

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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Recheneinrichtung einen digitalen Signalprozessor (DSP) aufweist. So kann eine kompakte Recheneinrichtung gebildet werden. Eine Montage und ein Verkabelungsaufwand können reduziert werden. Über den digitalen Signalprozessor können kontinuierlich Betriebsdaten, beispielsweise der einzelnen Wechselrichter und/oder Kopplungseinheiten, abgerufen werden. Aus den erhaltenen Daten ermittelt der digitale Signalprozessor fortlaufend einen aktuellen Betriebszustand des elektrischen Kopplungssystems, aus denen er bei Feststellen einer Störung geeignete Maßnahmen automatisch ausführt. Entsprechend der Betriebszustände und der Belastungen können Wechselrichter und/oder Kopplungseinheiten zu- oder abgeschaltet werden. Auch kann eine Prüfung einzelner Wechselrichter oder Kopplungseinheiten in regelmäßigen Abständen automatisch durchgeführt werden. Die Recheneinrichtung kann neben dem digitalen Signalprozessor weitere elektronische Funktionsbausteine aufweisen. Der digitale Signalprozessor kann jedoch auch derart ausgebildet sein, daß die Funktionen von elektronischen Funktionsbausteinen zumindest teilweise übernommen werden können.In a further advantageous embodiment, it is proposed that the computing device has a digital signal processor (DSP). This makes it possible to form a compact computing device. Assembly and wiring costs can be reduced. Operating data, for example of the individual inverters and/or coupling units, can be continuously retrieved via the digital signal processor. From the data received, the digital signal processor continuously determines a current operating state of the electrical coupling system, from which it automatically carries out suitable measures if a fault is detected. Inverters and/or coupling units can be switched on or off depending on the operating states and loads. Individual inverters or coupling units can also be tested automatically at regular intervals. In addition to the digital signal processor, the computing device can have other electronic function modules. However, the digital signal processor can also be designed in such a way that the functions of electronic function modules can be taken over at least in part.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß seitens der Recheneinrichtung ein Algorithmus ausführbar ist, mit der die Versorgung des Verbrauchers mit Energie betreffende Ereignisse prognostizierbar sind. So können beispielsweise aus einer zeitlichen Verfolgung von Meßgrößen Reaktionen wie eine Störung der Schalteinrichtung, beispielsweise wegen einer steigenden Betriebstemperatur, oder eine Störung des Energieversorgungsnetzes prognostiziert werden. Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Energieversorgung des Verbrauchers können, beispielsweise automatisch, rechtzeitig eingeleitet werden, um eine im wesentlichen kontinuierliche Versorgung des Verbrauchers mit Energie zu gewährleisten. In a further development of the present invention, it is proposed that the computer device can execute an algorithm with which events relating to the supply of energy to the consumer can be predicted. For example, reactions such as a fault in the switching device, for example due to a rising operating temperature, or a fault in the energy supply network can be predicted from a temporal tracking of measured variables. Measures to maintain the energy supply to the consumer can be initiated in good time, for example automatically, in order to ensure an essentially continuous supply of energy to the consumer.

Es wird ferner vorgeschlagen, daß die Energieversorgungseinrichtung und/oder die Schalteinrichtung mit einem mit der Recheneinrichtung verbundenen BUS, vorzugsweise einem Feldbus wie dem CAN-BUS, verbindbar sind. Vorteilhaft können beispielsweise aktuelle Betriebsdaten, wie Spannung, Strom, Frequenz und dergleichen durch in der Energieversorgungseinrichtung und/oder die Schalteinrichtung vorgesehene Sensoren ermittelt und bereitgestellt und zum Beispiel an die Recheneinrichtung und/oder an eine zentrale Steuerungs-/RegelungsstelleIt is further proposed that the energy supply device and/or the switching device can be connected to a BUS connected to the computing device, preferably a field bus such as the CAN-BUS. For example, current operating data such as voltage, current, frequency and the like can advantageously be determined and provided by sensors provided in the energy supply device and/or the switching device and, for example, sent to the computing device and/or to a central control/regulation point.

übermittelt werden. Solche Betriebsdaten können aber auch an eine ebenfalls mit dem BUS verbundene, zentrale Melde- oder Überwachungsstelle übermittelt werden, um den Betrieb der Vorrichtung aus der Ferne zu überwachen und verfolgen. Vorzugsweise wird als BUS ein Feldbus wie der CAN-BUS eingesetzt. Verkabelungsaufwand zum Übermitteln von Informationen kann reduziert werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß ein bereits vorhandener, zur Kommunikation zwischen weiteren Einrichtungen vorgesehener BUS benutzt wird. Eine separate Kommunikationsverbindung kann eingespart werden. Der Einsatz eines Feldbusses ermöglicht auch die Kommunikation mit entfernt angeordnete Einheiten, beispielsweise eine von der Energieversorgungseinrichtung entfernt angeordnete Schalteinrichtung.Such operating data can also be transmitted to a central reporting or monitoring point that is also connected to the BUS in order to monitor and track the operation of the device remotely. A field bus such as the CAN BUS is preferably used as the BUS. The amount of cabling required to transmit information can be reduced. However, it can also be provided that an existing BUS intended for communication between other devices is used. A separate communication connection can be saved. The use of a field bus also enables communication with remotely located units, for example a switching device located away from the power supply device.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Energieversorgungseinrichtung wenigstens einen mit zumindest einer Gleichspannungsquelle verbindbaren Wechselrichter aufweist. Vorteilhaft kann eine Gleichspannungsquelle als Energiequelle den Wechselrichter speisen. Gleichspannungsquellen sind zur Speicherung von Energie besonders geeignet und können vorteilhaft durch eine Batterie, einen Akkumulator, eine Brennstoffzelle oder eine andere geeignete Speichereinheit für elektrische Energie wie einen Kondensator gebildet sein. Über den Wechselrichter ist somit im Fall einer Störung im Energieversorgungsnetz der entsprechende Verbraucher mit Energie versorgbar. Der Wechselrichter bezieht seine Energie aus der Gleichspannungsquelle und formt diese in die gewünschte Energieform, insbesondere eine Wechselspannung, um. Tritt eine Störung im Energieversorgungsnetz auf, wird dieses durch die Schalteinrichtung vom Verbraucher getrennt und der Wechselrichter übernimmt die Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers.In a further embodiment, it is proposed that the energy supply device has at least one inverter that can be connected to at least one direct voltage source. A direct voltage source can advantageously feed the inverter as an energy source. Direct voltage sources are particularly suitable for storing energy and can advantageously be formed by a battery, an accumulator, a fuel cell or another suitable storage unit for electrical energy such as a capacitor. In the event of a fault in the energy supply network, the corresponding consumer can thus be supplied with energy via the inverter. The inverter draws its energy from the direct voltage source and converts it into the desired form of energy, in particular an alternating voltage. If a fault occurs in the energy supply network, it is separated from the consumer by the switching device and the inverter takes over the energy supply to the electrical consumer.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die Energieversorgungseinrichtung und/oder die Schalteinrichtung redundant vorgesehen sind. Eine zuverlässige Energieversorgung kann erreicht werden, indem bei einer Störung der Energieversorgungseinrichtung und/oder der Schalteinrichtung die Energieversorgung des Verbrauchers durch die redundanten Einrichtungen ausgeführt werden kann.In an advantageous development, it is proposed that the energy supply device and/or the switching device are provided redundantly. A reliable energy supply can be achieved in that, in the event of a fault in the energy supply device and/or the switching device, the energy supply to the consumer can be carried out by the redundant devices.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Energieversorgungseinrichtungen und/oder die Schalteinrichtungen räumlich getrennt anordbar sind. Durch die räumliche Trennung kann erreicht werden, daß durch einen Eingriff höherer Gewalt nicht alle Energieversorgungseinrichtungen und/oder Schalteinrichtungen gemeinsam betroffen sind. Es können darüber hinaus die Energieversorgungseinrichtungen und/oder Schalteinrichtungen mit unterschiedlichen Energieversorgungsnetzen gekoppelt sein. Ein Blitzschlag in beispielsweise einem Energieversorgungsnetz, der einen entsprechenden Ausfall der Energieversorgungseinrichtungen und/oder der Schalteinrichtungen und/oder eines Energieversorgungsnetzes zur Folge hätte, würde somit nicht zum Totalausfall der Energieversorgung führen. Über die redundant und räumlich getrennte Anordnung der Vorrichtung kann die Energieversorgung durch die zweite, nicht betroffene Einrichtung übernommen werden. Ferner kann beispielsweise eine kompakte Baueinheit einer Energieversorgungseinrichtung mit einer Schalteinrichtungen erreicht werden, wobei die einzelnen Einrichtungen beispielsweise in einem Schrank wie einem 19"-Schrank anordbar sind. Die Schalteinrichtungen und die Energieversorgungseinrichtungen können als 19"-Einschübe ausgebildet sein, die in einen solchen Schrank montierbar sind. Darüber hinaus kann eine große Mobilität erreicht werden, indem beispielsweise ein derart ausgerüsteter Schrank an eine gewünschte Stelle transportiert und aufgestellt wird. Kosten können eingespart werden. Daneben kann jedoch auch eine Anordnung in einem Raum und/oder einem Schrank vorgesehen sein, um beispielsweise Verkabelungsaufwand zu reduzieren oder weil nur begrenzte, räumliche Möglichkeiten zur Verfügung stehen.It is also proposed that the energy supply devices and/or the switching devices can be arranged spatially separately. The spatial separation can ensure that not all energy supply devices and/or switching devices are affected together by an intervention by force majeure. In addition, the energy supply devices and/or switching devices can be coupled to different energy supply networks. A lightning strike in, for example, an energy supply network, which would result in a corresponding failure of the energy supply devices and/or the switching devices and/or an energy supply network, would therefore not lead to a total failure of the energy supply. The redundant and spatially separated arrangement of the device means that the energy supply can be taken over by the second, unaffected device. Furthermore, for example, a compact structural unit of an energy supply device with a switching device can be achieved, whereby the individual devices can be arranged in a cabinet such as a 19" cabinet. The switching devices and the energy supply devices can be designed as 19" inserts that can be mounted in such a cabinet. In addition, a high degree of mobility can be achieved, for example by transporting a cabinet equipped in this way to a desired location and setting it up. Costs can be saved. In addition, however, an arrangement in a room and/or a cabinet can also be provided, for example to reduce the amount of cabling required or because only limited spatial options are available.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Schalteinrichtungen mit unterschiedlichen Energieversorgungsnetzen verbindbar sind. So kann vorteilhaft erreicht werden, daß eine weitere Redundanz hinsichtlich der Energieversorgungsnetze geschaffen wird. Ist ein Energieversorgungsnetz gestört, übernimmt die mit dem zweiten Energieversorgungsnetz verbundene Schalteinrichtung die Energieversorgung des Verbrauchers. Ist jede Schalteinrichtung geeignet, für sich genommen eine Energieversorgung des Verbrauchers sicherzustellen, kann erreicht werden, daß die Energieversorgung des Verbrauchers im wesentlichen unterbrechungsfrei von einer Schalteinrichtung auf die andere übergeht. Es kann jedoch auch eine Energieversorgung des Verbrauchers durch beide Schalteinrichtungen zugleich vorgesehen sein, beispielsweise zu jeweils 50 % der zur Versor-In a further embodiment, it is proposed that the switching devices can be connected to different energy supply networks. This can advantageously create further redundancy with regard to the energy supply networks. If one energy supply network is faulty, the switching device connected to the second energy supply network takes over the energy supply to the consumer. If each switching device is suitable for ensuring an energy supply to the consumer on its own, it can be achieved that the energy supply to the consumer passes from one switching device to the other essentially without interruption. However, the consumer can also be supplied with energy by both switching devices at the same time, for example 50% of the energy required for supply.

gung des Verbrauchers erforderlichen Energie. Im Falle einer Störung in einer Schalteinrichtung kann der Verbraucher dann zu 100 % von der ungestörten Schalteinrichtung versorgt werden.energy required to power the consumer. In the event of a fault in a switching device, the consumer can then be supplied 100% by the fault-free switching device.

Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Femer wird bezüglich gleicher Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 verwiesen. Further advantages and features can be found in the following description of exemplary embodiments. Essentially identical components are designated with the same reference numerals. Furthermore, with regard to identical features and functions, reference is made to the description of the exemplary embodiment in Fig. 1.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematisch perspektivische Ansicht einer Vorrichtung in einem Schrankeinsatz,Fig. 1 is a schematic perspective view of a device in a cabinet insert,

Fig. 2 ein Blockschema einer ersten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 2 is a block diagram of a first embodiment of a device according to the invention,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung nach Fig. 2 mit zwei Energieversorgungseinrichtungen und zwei Schalteinrichtungen undFig. 3 is a schematic diagram of a device according to Fig. 2 with two power supply devices and two switching devices and

Fig. 4 ein Blockschema einer zweiten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.Fig. 4 is a block diagram of a second embodiment of a device according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Schrankeinsatz 32 für eine Vorrichtung 10 dargestellt, die in ein entsprechendes nicht dargestelltes Schrankgehäuse einsetzbar ist. Ebenfalls in Einschubtechnik sind in diesem Schrankeinsatz 32 drei Wechselrichter 16 parallel schaltbar angeordnet. In zwei weiteren Einschubfächem ist jeweils eine Schalteinrichtung 18, 22 angeordnet. Vorzugsweise sind die Wechselrichter 16 und die Schalteinrichtungen 18, 22 derart ausgeführt, daß ein Austausch einer der Einheiten 16, 18, 22 ohne Unterbrechung der Energieversorgung ausführbar ist. In dieser Ausgestaltung werden die Wechselrichter 16 von separaten Gleichspannungsquellen 14, in diesem Fall Akkumulatoren, gespeist, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Wechselrichter 16 und die Akkumulatoren 14 bilden zwei Energieversorgungseinrichtungen 30. Die Akkumulatoren 14 sind ebenfalls im Schrank zusammen mitIn Fig. 1, a cabinet insert 32 is shown for a device 10, which can be inserted into a corresponding cabinet housing (not shown). Also in a slide-in technology, three inverters 16 are arranged in parallel in this cabinet insert 32. A switching device 18, 22 is arranged in two further slide-in compartments. Preferably, the inverters 16 and the switching devices 18, 22 are designed in such a way that an exchange of one of the units 16, 18, 22 can be carried out without interrupting the power supply. In this embodiment, the inverters 16 are fed by separate DC voltage sources 14, in this case accumulators, as shown in Fig. 3. The inverters 16 and the accumulators 14 form two power supply devices 30. The accumulators 14 are also in the cabinet together with

dem Schrankeinschub 32 angeordnet, und werden über eine Energieversorgung 20 und nicht näher dargestellte Ladeeinheiten ständig im geladenen Zustand gehalten, indem über die mit dem Energieversorgungsnetz verbundenen Ladeeinheiten bedarfsgerecht Energie zugeführt wird.the cabinet insert 32, and are constantly kept in the charged state via a power supply 20 and charging units not shown in detail, in that energy is supplied as required via the charging units connected to the energy supply network.

Jede der Energieversorgungseinrichtungen 30 ist als eine 1+n-redundante Einheit ausgebildet. In dieser Ausgestaltung weist jede Energieversorgungseinrichtung 30 drei parallel betreibbare gleiche Wechselrichter 16 auf, wobei eine bestimmungsgemäße Energieversorgung des Verbrauchers 12 bereits durch zwei Wechselrichter 16 gewährleistet ist. Im Falle einer Störung eines Wechselrichters 16 ist der gestörte Wechselrichter 16 deaktivierbar. Es verbleiben jedoch weiterhin zwei Wechselrichter 16, über die die Energieversorgung des Verbrauchers 12 gewährleistet ist.Each of the energy supply devices 30 is designed as a 1+n redundant unit. In this embodiment, each energy supply device 30 has three identical inverters 16 that can be operated in parallel, whereby a proper energy supply to the consumer 12 is already ensured by two inverters 16. In the event of a fault in an inverter 16, the faulty inverter 16 can be deactivated. However, there are still two inverters 16 that ensure the energy supply to the consumer 12.

Fig. 2 zeigt ein Blockschema der gesamten Vorrichtung 10 mit zwei Energieversorgungseinrichtungen 30 und zwei Schalteinrichtungen 18, 24. Über die zwei parallel betreibbaren Schalteinrichtungen 18, 24 ist ein Verbraucher 12, hier mit dem Widerstandssymbol dargestellt, mit einem der Energieversorgungsnetze 20, 22 verbindbar, wie in Fig. 3 dargestellt. Jede Schalteinrichtung 18, 24 für sich ist hinsichtlich ihrer Leistung derart ausgelegt, daß sie alleine eine Energieversorgung des Verbrauchers 12 sicherstellen kann. Jede Schalteinrichtung 18, 24 weist Schaltelemente 34 auf, über die die Schalteinrichtungen 18, 24 abschaltbar mit den Energieversorgungsnetzen 20, 22 verbunden sind. Über eine weitere elektronische Schaltmittel 36 ist die Energieversorgung des Verbrauchers 12 über die jeweilige Schalteinrichtung 18, 24 steuerbar. Das elektronische Schaltmittel 36 ist in dieser Ausgestaltung mit Thyristoren versehen. Über einen BUS 26 stehen die Wechselrichtersysteme 10 mit einem digitalen Signalprozessor 28 in Kommunikationsverbindung. Fig. 2 shows a block diagram of the entire device 10 with two energy supply devices 30 and two switching devices 18, 24. A consumer 12, shown here with the resistance symbol, can be connected to one of the energy supply networks 20, 22 via the two switching devices 18, 24 that can be operated in parallel, as shown in Fig. 3. Each switching device 18, 24 is designed in terms of its performance in such a way that it can ensure an energy supply to the consumer 12 on its own. Each switching device 18, 24 has switching elements 34 via which the switching devices 18, 24 are connected to the energy supply networks 20, 22 in a switchable manner. The energy supply to the consumer 12 can be controlled via the respective switching device 18, 24 via a further electronic switching device 36. The electronic switching device 36 is provided with thyristors in this embodiment. The inverter systems 10 are connected to a digital signal processor 28 via a BUS 26.

Gemäß Fig. 3 weisen die Energieversorgungseinrichtungen 30 jeweils drei Wechselrichter 16 auf, die eingangsseitig jeweils mit einem Akkumulator 14 in parallel betreibbarer Weise verbunden sind. Über mechanische Schaltelemente 40 sind die Wechselrichter 16 ausgangsseitig in parallel betreibbarer Weise mit den dafür vorgesehenen Eingang der Schalteinrichtungen 18, 24 gekoppelt. Dabei ist die Leistung der Wechselrichter 16 derart bestimmt, daß bereits zwei WechselrichterAccording to Fig. 3, the energy supply devices 30 each have three inverters 16, which are each connected on the input side to an accumulator 14 in a manner that can be operated in parallel. The inverters 16 are coupled on the output side to the input of the switching devices 18, 24 provided for this purpose via mechanical switching elements 40 in a manner that can be operated in parallel. The power of the inverters 16 is determined in such a way that two inverters

16 eine Energieversorgung des Verbrauchers 12 sicherstellen. Bei Ausfall eines Wechselrichters 16 wird dieser abgeschaltet. So verbleiben nach wie vor zwei Wechselrichter 16, über die die Energieversorgung des Verbrauchers 12 sichergestellt ist. Die Schalteinrichtungen 18, 24 sowie die Wechselrichter 16 sind über den gemeinsamen BUS 26 miteinander in Kommunikationsverbindung. So kann eine Störung einer Einrichtung umgehend erkannt und entsprechende Steuerungsmaßnahmen zur Aufrechterhaltung der Energieversorgung des Verbrauchers 12 automatisch ausgeführt werden. Ferner ist eine gestörte Schalteinrichtung 18, 24 oder ein gestörter Wechselrichter 16 ohne Unterbrechung der Energieversorgung auswechselbar.16 ensure a power supply to the consumer 12. If an inverter 16 fails, it is switched off. This means that there are still two inverters 16 that ensure the power supply to the consumer 12. The switching devices 18, 24 and the inverters 16 communicate with each other via the common BUS 26. This means that a fault in a device can be detected immediately and appropriate control measures to maintain the power supply to the consumer 12 can be carried out automatically. Furthermore, a faulty switching device 18, 24 or a faulty inverter 16 can be replaced without interrupting the power supply.

Jede Energieversorgungseinrichtung 30 weist in dieser Ausgestaltung eine nicht näher dargestellte Ladeeinheit für die Akkumulatoren 14 auf. Bei Versorgung des Verbrauchers 12 über eine der Schalteinrichtungen 18, 24 werden zugleich die Akkumulatoren 14 über die Ladeeinheit geladen bzw. im geladenen Zustand gehalten, um eine optimale Einsatzbereitschaft der Energieversorgungseinrichtungen 30 und somit der Vorrichtung 10 zu erreichen. Bei Ausfall einer der Einrichtungen 16, 18, 24 wird automatisch eine entsprechende Umschaltung vorgenommen, so daß eine kontinuierliche Energieversorgung des Verbrauchers 12 sichergestellt ist. Zusätzliche Zuverlässigkeit ist durch die Verwendung zweier unabhängiger Energieversorgungsnetze 20, 22 erreichbar. In dieser Ausgestaltung sind die elektrischen Verbindungen fest im Schrank installiert, so daß die Einschübe ohne signifikanten mechanischen Aufwand auswechselbar sind.In this embodiment, each energy supply device 30 has a charging unit (not shown in detail) for the accumulators 14. When the consumer 12 is supplied via one of the switching devices 18, 24, the accumulators 14 are simultaneously charged via the charging unit or kept in the charged state in order to achieve optimal operational readiness of the energy supply devices 30 and thus of the device 10. If one of the devices 16, 18, 24 fails, a corresponding switchover is carried out automatically so that a continuous energy supply to the consumer 12 is ensured. Additional reliability can be achieved by using two independent energy supply networks 20, 22. In this embodiment, the electrical connections are permanently installed in the cabinet so that the inserts can be replaced without significant mechanical effort.

In dieser Ausgestaltung sind die jeweiligen Schalteinrichtungen 18, 24 paarweise mit den Energieversorgungsnetzen 22, 20 verbindbar. Bei Auftreten einer Störung in einem der Energieversorgungsnetze 20, 22 ist somit eine energieversorgungssystemseitige Redundanz der Energieversorgung gegeben. Erst bei einem Ausfall beider Energieversorgungsnetze 20, 22 wird die Energieversorgung des Verbrauchers 12 über die Wechselrichter 16 einer oder beider Energieversorgungseinrichtungen 30 aktiviert. Eine entsprechende Steuerung und/oder Regelung der Schalteinrichtungen 18, 24 und den Energieversorgungseinrichtungen 30 erfolgt durch einen digitalen Signalprozessor 28 über den gemeinsamen BUS 26. Jeweils eine Energieversorgungseinrichtung 30 und jeweils ein Paar Schalteinrichtungen 18, 24 sind in getrennten, nicht näher dargestellten Schränken angeordnet, dieIn this embodiment, the respective switching devices 18, 24 can be connected in pairs to the energy supply networks 22, 20. If a fault occurs in one of the energy supply networks 20, 22, there is thus redundancy of the energy supply on the energy supply system side. Only if both energy supply networks 20, 22 fail is the energy supply to the consumer 12 activated via the inverters 16 of one or both energy supply devices 30. The switching devices 18, 24 and the energy supply devices 30 are controlled and/or regulated accordingly by a digital signal processor 28 via the common BUS 26. One energy supply device 30 and one pair of switching devices 18, 24 are arranged in separate cabinets (not shown in detail), which

räumlich entfernt zueinander aufgestellt sind. Eine lokal begrenzte, äußere Einwirkung wie eine Explosion, beispielsweise in einem Raum, vermag daher zwar eine Störung der in einem Schrank angeordneten Einrichtungen zu bewirken, jedoch ist die Energieversorgung des Verbrauchers 12 über die im zweiten Schrank angeordneten Einrichtungen ausführbar. In dieser Ausgestaltung ist der digitale Signalprozessor geeignet, den Zeitverzug bei einem Wechsel der Energieversorgung deutlich zu verkürzen. Ferner ist vorgesehen, daß einzelne Einrichtungen in vorgebbaren Zeitabständen automatisch hinsichtlich ihrer Funktion überprüft werden. Über Sensoren werden die angeforderten Meßgrößen ermittelt und so gewonnene Daten an den digitalen Signalprozessor übermittelt. Eine als fehlerhaft erkannte Einrichtung wird an eine nicht näher dargestellte Überwachungsstelle übermittelt. are located at a distance from each other . A locally limited external influence such as an explosion, for example in a room, can therefore cause a disruption of the devices arranged in one cabinet, but the power supply to the consumer 12 can be carried out via the devices arranged in the second cabinet. In this embodiment , the digital signal processor is suitable for significantly reducing the time delay when the power supply changes. It is also provided that individual devices are automatically checked for their function at predefined intervals. The requested measurement variables are determined via sensors and the data obtained in this way is transmitted to the digital signal processor . A device identified as faulty is transmitted to a monitoring point (not shown in detail).

Über den BUS 26 steht der digitale Signalprozessor 28 mit den Energieversorgungseinrichtungen 30 und mit den Schalteinrichtungen 18, 24 in Kommunikationsverbindung. Daten wie Betriebszustand der Schalteinrichtungen 18, 24, Ladezustand der Akkumulatoren 14, elektrische Spannung am Verbraucher 12, durch die Wechselrichter 16 gelieferte elektrische Energie, Temperatur der Wechselrichter 16 und der Schalteinrichtungen 18, 24, von den Energieversorgungsnetzen 20, 22 entnommene Energie werden kontinuierlich durch nicht näher dargestellte Sensoren erfaßt und an den digitalen Signalprozessor 28 übermittelt. Dieser bestimmt einen Gesamtbetriebszustand der Vorrichtung 10, speichert diesen in einer nicht näher dargestellten Speichereinheit ab und stellt die Daten für eine weitere Datenverarbeitung bereit. Die Daten werden an eine Zentrale übermittelt, über die bei Bedarf die Vorrichtung auch steuerbar ist. Dazu erhält der digitale Signalprozessor 28 Befehle, die durch den digitalen Signalprozessor 28 in entsprechende Betriebszustände der Vorrichtung 10 umgesetzt werden.The digital signal processor 28 is in communication with the energy supply devices 30 and with the switching devices 18, 24 via the BUS 26. Data such as the operating state of the switching devices 18, 24, the charge state of the accumulators 14, the electrical voltage at the consumer 12, the electrical energy supplied by the inverters 16 , the temperature of the inverters 16 and the switching devices 18, 24, and the energy taken from the energy supply networks 20, 22 are continuously recorded by sensors (not shown in detail) and transmitted to the digital signal processor 28. This determines an overall operating state of the device 10, stores this in a storage unit (not shown in detail), and makes the data available for further data processing. The data is transmitted to a central unit, via which the device can also be controlled if necessary . For this purpose , the digital signal processor 28 receives commands, which are converted by the digital signal processor 28 into corresponding operating states of the device 10.

Ausgehend von einem Betriebszustand wird im folgenden die Funktion der Vorrichtung im Betrieb erläutert. In diesem Betriebszustand wird der Verbraucher 12 über die linke Schalteinrichtung 18 in Fig. 3 vom Energieversorgungsnetz 20 mit elektrischer Energie versorgt. Über den BUS 26 erhält der digitale Signalprozessor 28 kontinuierlich Meßwerte der elektrischen Spannung des Energieversorgungsnetzes 20. Tritt eine Störung im Energieversorgungsnetz 20 in Form eines Spannungsabfalls des Energieversorgungsnetzes 20 auf, erkennt der digitale Signalprozessor 28 dies unmittelbar aus den über den BUS 26 übermittelten Daten. Bei Starting from an operating state, the function of the device in operation is explained below. In this operating state , the consumer 12 is supplied with electrical energy from the power supply network 20 via the left switching device 18 in Fig. 3. The digital signal processor 28 continuously receives measured values of the electrical voltage of the power supply network 20 via the BUS 26. If a fault occurs in the power supply network 20 in the form of a voltage drop in the power supply network 20, the digital signal processor 28 recognizes this directly from the data transmitted via the BUS 26.

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Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes für die elektrische Spannung des Energieversorgungsnetzes 20, wird die linke Schalteinrichtung 18 abgeschaltet und die linke Schalteinrichtung 24 zugeschaltet. Der Umschaltvorgang wird dazu vom digitalen Signalprozessor 28 so berechnet, daß ein Einfluß auf die Energieversorgung des Verbrauchers 12 minimiert ist. Nach Ausführung des Umschaltvorgangs erfolgt die Energieversorgung des Verbrauchers 12 über die linke Schalteinrichtung 24 in Fig. 3 durch das Energieversorgungsnetz 22.If the voltage of the power supply network 20 falls below a predetermined threshold value, the left switching device 18 is switched off and the left switching device 24 is switched on. The switching process is calculated by the digital signal processor 28 in such a way that the influence on the power supply of the consumer 12 is minimized. After the switching process has been carried out, the consumer 12 is supplied with power via the left switching device 24 in Fig. 3 by the power supply network 22.

Ist nun auch das Energieversorgungsnetz 22 gestört, wird diese Störung, wie zuvor beschrieben, vom digitalen Signalprozessor 28 ermittelt, die Schalteinrichtung 24 abgeschaltet, und die Energieversorgung des Verbrauchers 12 erfolgt durch die linke Energieversorgungseinrichtung 30 in Fig. 3. Dazu wird von den Wechselrichtern 16 dieser Energieversorgungseinrichtung 30 den Akkumulatoren 14 elektrische Energie entnommen, die entsprechend umgeformt zur Energieversorgung des Verbrauchers 12 bereitgestellt wird.If the energy supply network 22 is also faulty, this fault is determined by the digital signal processor 28 as previously described, the switching device 24 is switched off, and the energy supply to the consumer 12 is provided by the left energy supply device 30 in Fig. 3. For this purpose, the inverters 16 of this energy supply device 30 take electrical energy from the accumulators 14, which is converted accordingly and provided to supply energy to the consumer 12.

Die elektrische Spannung der Akkumulatoren 14 der Energieversorgungseinrichtungen 30 werden ebenfalls durch entsprechende, nicht näher dargestellte Sensoren kontinuierlich ermittelt und die Meßdaten über den BUS 26 an den digitalen Signalprozessor 28 übermittelt. Wird ein vorgegebener Schwellwert für eine Akkumulatorspannung unterschritten und sind ferner die Energieversorgungsnetze 20, 22 gestört, wird die Energieversorgung des Verbrauchers 12 von der rechten Energieversorgungseinrichtung 30 in Fig. 3 übernommen. Dazu erhalten die Energieversorgungseinrichtungen 30 vom digitalen Signalprozessor 28 über den BUS 26 entsprechende Befehle, so daß ein Umschaltvorgang von der in Fig. 3 links dargestellten, abzuschaltenden Energieversorgungseinrichtung 30 auf die zu dieser entfernt angeordneten, in Fig. 3 rechts dargestellten zweiten Energieversorgungseinrichtung 30 erfolgt. Der digitale Signalprozessor 28 ermittelt den Umschaltzeitpunkt derart, daß trotz der zueinander entfernten Anordnung der beiden Energieversorgungseinrichtungen 30 eine Auswirkung auf die Energieversorgung des Verbrauchers 12 minimal ist. Hierbei können insbesondere die Auswirkungen langer Zuleitungen zwischen den Energieversorgungseinrichtungen 30 und dem Verbraucher berücksichtigt werden, durch die beispielsweise ein Zeitverzug oder bei einer Wechselspannung eine Phasendifferenz bewirkt wird. Dies wird bei der Bestimmung des Umschaltzeitpunktes durch den digitalen Signalprozessor 28 undThe electrical voltage of the accumulators 14 of the energy supply devices 30 is also continuously determined by corresponding sensors (not shown in detail) and the measurement data is transmitted to the digital signal processor 28 via the BUS 26. If a predetermined threshold value for an accumulator voltage is undershot and the energy supply networks 20, 22 are also faulty, the energy supply to the consumer 12 is taken over by the right-hand energy supply device 30 in Fig. 3. For this purpose, the energy supply devices 30 receive corresponding commands from the digital signal processor 28 via the BUS 26, so that a switchover process takes place from the energy supply device 30 shown on the left in Fig. 3, which is to be switched off, to the second energy supply device 30 which is arranged remotely from it and shown on the right in Fig. 3. The digital signal processor 28 determines the switchover time in such a way that, despite the two energy supply devices 30 being arranged remotely from one another, the effect on the energy supply to the consumer 12 is minimal. In particular, the effects of long supply lines between the energy supply devices 30 and the consumer can be taken into account, which, for example, cause a time delay or, in the case of an alternating voltage, a phase difference. This is taken into account when determining the switching time by the digital signal processor 28 and

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der entsprechenden Steuerbefehle des digitalen Signalprozessors 28 an die Energieversorgungseinrichtungen 30 und die Schalteinrichtungen 18, 24 berücksichtigt.the corresponding control commands of the digital signal processor 28 to the energy supply devices 30 and the switching devices 18, 24 are taken into account.

Ein aufgrund einer Störung ausgefallener Wechselrichter 16 der rechten Energieversorgungseinrichtung 30 in Fig. 3 wird durch den digitalen Signalprozessors 28 erkannt und abgeschaltet. Die Energieversorgung des Verbrauchers 12 erfolgt über die beiden anderen Wechselrichter 16 dieser Energieversorgungseinrichtung 30, da in dieser Ausgestaltung eine n+1 -Redundanz hinsichtlich der Wechselrichter 16 jeder Energieversorgungseinrichtung 30 vorgesehen ist.An inverter 16 of the right energy supply device 30 in Fig. 3 that has failed due to a fault is detected by the digital signal processor 28 and switched off. The energy supply to the consumer 12 is provided via the other two inverters 16 of this energy supply device 30, since in this embodiment an n+1 redundancy is provided with regard to the inverters 16 of each energy supply device 30.

Ist die Störung des Energieversorgungsnetzes 22 behoben, wird dies vom digitalen Signalprozessor 28 erkannt und die rechte Schalteinrichtung 24 in Fig. 3 zugeschaltet, über die die Energieversorgung des Verbrauchers 12 ausgeführt wird. Zugleich werden die Akkumulatoren 14 über die Ladeeinheiten automatisch mit elektrischer Energie aufgeladen. Insgesamt ist eine im wesentlichen kontinuierliche Versorgung des Verbrauchers 12 mit Energie erreicht.If the fault in the power supply network 22 is rectified, this is detected by the digital signal processor 28 and the right-hand switching device 24 in Fig. 3 is switched on, via which the energy supply to the consumer 12 is carried out. At the same time, the accumulators 14 are automatically charged with electrical energy via the charging units. Overall, an essentially continuous supply of energy to the consumer 12 is achieved.

Weiterhin ist eine kontinuierliche Überprüfung der Funktionen der Energieversorgungseinrichtung 30 und der Schalteinrichtungen 18, 24 durch den digitalen Signalprozessor 28 vorgesehen. Dazu werden in vorgegebenen Zeitabständen die einzelnen Funktionen der Wechselrichter 16, der Schalteinrichtungen 18, 24 und der Lade- und Kapazitätszustand der Akkumulatoren 14 automatisch überprüft. Um die Funktion der Wechselrichter 16 einer Energieversorgungseinrichtung 30 zu prüfen, wird die Energieversorgung des Verbrauchers 12 auf die Wechselrichter 16 umgeschaltet. Nacheinander wird jeweils einer der Wechselrichter 16 abgeschaltet. Die Energieversorgung des Verbrauchers 12 muß dabei stabil bleiben. Tritt eine Störung auf, wird diese sofort vom digitalen Signalprozessor 28 erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen, wie Umschalten der Energieversorgung des Verbrauchers 12 auf Versorgung durch das Energieversorgungsnetz 20 oder 22, eingeleitet, so daß eine Beeinträchtigung der Energieversorgung des Verbrauchers 12 weitgehend vermieden ist. Ein gestörter Wechselrichter 16 wird an eine nicht näher dargestellte Zentrale gemeldet, so daß eine Beseitigung der Störung eingeleitet werden kann.Furthermore, a continuous check of the functions of the energy supply device 30 and the switching devices 18, 24 is provided by the digital signal processor 28. For this purpose, the individual functions of the inverters 16, the switching devices 18, 24 and the charge and capacity status of the accumulators 14 are automatically checked at predetermined intervals. In order to check the function of the inverters 16 of an energy supply device 30, the energy supply of the consumer 12 is switched over to the inverters 16. One of the inverters 16 is switched off one after the other. The energy supply of the consumer 12 must remain stable. If a fault occurs, this is immediately recognized by the digital signal processor 28 and appropriate countermeasures are initiated, such as switching the energy supply of the consumer 12 to supply from the energy supply network 20 or 22, so that any impairment of the energy supply of the consumer 12 is largely avoided. A faulty inverter 16 is reported to a control center (not shown in detail) so that the fault can be remedied.

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Ebenso wird die Funktion der Schalteinrichtungen 18, 24 geprüft, indem zu vorgegebenen Zeitpunkten die Energieversorgung des Verbrauchers 12 vom Energieversorgungsnetz 20 auf das Energieversorgungsnetz 22 oder umgekehrt umgeschaltet wird. Auch hier wird eine gestörte Schalteinrichtung 18, 24 umgehend erkannt und an die Zentrale zwecks Einleitung von Gegenmaßnahmen gemeldet.The function of the switching devices 18, 24 is also tested by switching the energy supply of the consumer 12 from the energy supply network 20 to the energy supply network 22 or vice versa at predetermined times. Here too, a faulty switching device 18, 24 is immediately detected and reported to the control center for the purpose of initiating countermeasures.

Als gestört erkannte Einrichtungen 14, 16, 18, 24 werden bis zur Behebung der Störung vom digitalen Signalprozessor 28 als gestört markiert. Ist eine Umschaltung der Energieversorgung des Verbrauchers 12 aus Gründen der kontinuierlichen Energieversorgung erforderlich, wird dies bei der Auswahl der Energieversorgungsquelle, aus der die weitere Energieversorgung des Verbrauchers 12 erfolgen soll, berücksichtigt.Devices 14, 16, 18, 24 identified as faulty are marked as faulty by the digital signal processor 28 until the fault is remedied. If a switchover of the energy supply to the consumer 12 is necessary for reasons of continuous energy supply, this is taken into account when selecting the energy supply source from which the further energy supply to the consumer 12 is to be provided.

Als weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung zeigt Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 38, bei der wie im Ausführungsbeispiel zu den Fig. 2 zwei Schalteinrichtungen 18, 24 sowie im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel vier Wechselrichter 16 in parallel betreibbarer Weise vorgesehen sind. Hier ist eine Energieversorgungseinrichtung 42 vorgesehen, die wie im Ausführungsbeispiel zu den Fig. 2 eine n+1-Redundanz aufweist. Jedoch ist in dieser Ausgestaltung die Recheneinrichtung 44 auf die Energieversorgungseinrichtung 42 und die Schalteinrichtungen 18, 24 verteilt angeordnet, indem sie jeweils einstückig mit der entsprechenden Einrichtung 16, 18, 24 ausgebildet ist. Über einen BUS 46 stehen die einzelnen Komponenten der Recheneinrichtung 44 miteinander in Kommunikationsverbindung. Zur Funktion der Vorrichtung 42 wird auf die Beschreibung der Funktion zum Ausführungsbeispiel in Fig. 2 verwiesen.As a further embodiment of the invention, Fig. 4 shows a block diagram of a device 38 in which, as in the embodiment of Fig. 2, two switching devices 18, 24 and, in contrast to the first embodiment, four inverters 16 are provided in a manner that can be operated in parallel. Here, a power supply device 42 is provided which, as in the embodiment of Fig. 2, has n+1 redundancy. However, in this embodiment, the computing device 44 is distributed between the power supply device 42 and the switching devices 18, 24 by being formed in one piece with the corresponding device 16, 18, 24. The individual components of the computing device 44 are in communication with one another via a BUS 46. For the function of the device 42, reference is made to the description of the function of the embodiment in Fig. 2.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So können insbesondere Aussehen und Form der Wechselrichtersysteme die Struktur des Wechselrichtersystems, die Struktur des Energieversorgungssystems usw. variieren. Auch können Ausgestaltungen oder Teile daraus im Rahmen dieser Erfindung zu neuen Ausführungen kombiniert werden.The embodiments shown in the figures serve only to explain the invention and are not restrictive of it. In particular, the appearance and shape of the inverter systems, the structure of the inverter system, the structure of the energy supply system, etc. can vary. Designs or parts thereof can also be combined to form new designs within the scope of this invention.

BezuqszeichenlisteList of reference symbols

10 Vorrichtung10 Device

12 Verbraucher12 consumers

14 Gleichspannungsquelle14 DC voltage source

16 Wechselrichter16 inverters

18 erste Schalteinrichtung18 first switching device

20 erste Energieversorgungsnetz20 first energy supply network

22 zweite Energieversorgungsnetz22 second energy supply network

24 zweite Schalteinrichtung24 second switching device

26 CAN-BUS26 CAN BUS

28 digitaler Signalprozessor28 digital signal processor

30 Energieversorgungseinrichtung30 Energy supply facility

32 Schrankeinsatz32 Cabinet insert

34 Schaltelement34 Switching element

36 elektronisches Schaltmittel36 electronic switching device

38 Vorrichtung38 Device

40 Schaltelement40 Switching element

42 Energieversorgungseinrichtung 44 Recheneinrichtung 46 BUS42 Power supply device 44 Computing device 46 BUS

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Claims (8)

1. Vorrichtung (10, 38) zur schaltbaren Energieversorgung elektrischer Verbraucher (12) mit einer lokal angeordneten, unabhängig von einem Energieversorgungsnetz (20, 22) betreibbaren elektrischen Energieversorgungseinrichtung (30, 42) und wenigstens einer steuerbaren, mit dem Energieversorgungsnetz (20, 22) verbindbaren, elektrischen Schalteinrichtung (18, 24), wobei wenigstens ein elektrischer Verbraucher (12) in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Schalteinrichtungen (18, 24) über das Energieversorgungsnetz (20, 22) und/oder die Energieversorgungseinrichtungen (30) mit elektrischer Energie versorgbar ist, gekennzeichnet durch eine Recheneinrichtung (28, 44), über welche zumindest der Betriebszustand einer Schalteinrichtung (18, 24) vorgebbar ist. 1. Device ( 10 , 38 ) for the switchable energy supply of electrical consumers ( 12 ) with a locally arranged electrical energy supply device ( 30 , 42 ) that can be operated independently of an energy supply network ( 20 , 22 ) and at least one controllable electrical switching device ( 18 , 24 ) that can be connected to the energy supply network ( 20 , 22 ), wherein at least one electrical consumer ( 12 ) can be supplied with electrical energy via the energy supply network ( 20 , 22 ) and/or the energy supply devices ( 30 ) depending on the operating state of the switching devices ( 18 , 24 ), characterized by a computing device ( 28 , 44 ) via which at least the operating state of one switching device ( 18 , 24 ) can be specified. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (28) einen digitalen Signalprozessor aufweist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the computing device ( 28 ) comprises a digital signal processor. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seitens der Recheneinrichtung (28, 44) ein Algorithmus ausführbar ist, mit dem die Versorgung des Verbrauchers (12) mit Energie betreffende Ereignisse prognostizierbar sind. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the computing device ( 28 , 44 ) can execute an algorithm with which events relating to the supply of the consumer ( 12 ) with energy can be predicted. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung (30, 42) und/oder die Schalteinrichtung (18, 24) mit einem mit der Recheneinrichtung (28, 44) verbundenen BUS (26, 46), vorzugsweise einem Feldbus wie dem CAN-BUS, verbindbar sind. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the energy supply device ( 30 , 42 ) and/or the switching device ( 18 , 24 ) can be connected to a BUS ( 26 , 46 ) connected to the computing device ( 28 , 44 ), preferably a field bus such as the CAN-BUS. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung (30, 42) wenigstens einen mit zumindest einer Gleichspannungsquelle (14) verbindbaren Wechselrichter (16) aufweist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the energy supply device ( 30 , 42 ) has at least one inverter ( 16 ) connectable to at least one direct voltage source ( 14 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung (30, 42) und/oder die Schalteinrichtung (18, 24) redundant vorgesehen sind. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the energy supply device ( 30 , 42 ) and/or the switching device ( 18 , 24 ) are provided redundantly. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtungen (30, 42) und/oder die Schalteinrichtungen (18, 24) räumlich getrennt anordbar sind. 7. Device according to claim 6, characterized in that the energy supply devices ( 30 , 42 ) and/or the switching devices ( 18 , 24 ) can be arranged spatially separately. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (18, 24) mit unterschiedlichen Energieversorgungsnetzen (20, 22) verbindbar sind. 8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the switching devices ( 18 , 24 ) can be connected to different energy supply networks ( 20 , 22 ).
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6292379B1 (en) 2000-03-29 2001-09-18 Powerware Corporation Distributed internal fault bypass in a modular uninterruptible power supply

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6292379B1 (en) 2000-03-29 2001-09-18 Powerware Corporation Distributed internal fault bypass in a modular uninterruptible power supply

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRINKHOFF,W.: Schluss mit dem Stillstand. In: elektrotechnik, 6-2001, S.78-82
RADWAN,Artur: Konzepte redundanter USV-Technik. In: etz, H.5/1998, S.22-25
WASINGER,Peter: Ford geht auf Nummer Sicher. In: etz, H.5/1999, S.12-15

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