DE3106895C2 - - Google Patents
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- DE3106895C2 DE3106895C2 DE3106895A DE3106895A DE3106895C2 DE 3106895 C2 DE3106895 C2 DE 3106895C2 DE 3106895 A DE3106895 A DE 3106895A DE 3106895 A DE3106895 A DE 3106895A DE 3106895 C2 DE3106895 C2 DE 3106895C2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
- H02H7/062—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors for parallel connected generators
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fehlerstrom-Erfassungs- und
-Beseitigungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Eine solche Anordnung ist aus der US-PS 29 74 257 bekannt.
Elektrische Stromverteilsysteme in Flugzeugen werden zunehmend
kompliziert. Die Kompliziertheit ist dabei teilweise
ein Nebenprodukt der Tatsache, daß die meisten mehrmotorigen
Flugzeuge jedem Motor zugeordnete Generatoren haben. Die
Generatoren sind durch integrierte Ansteuerreihen oder -ketten
angetrieben, die ein Ausgangssignal für konstante Drehzahl
zu den Generatoren speisen, selbst wenn die Motoren mit
sich verändernden Drehzahlen betrieben werden. Die elektrische
Verdrahtung ist durch die Flügel und den Rumpf des
Flugzeugs verlegt, was zu einer Anzahl von Bereichen im
Flugzeug führt, in denen ein elektrischer Verdrahtungsfehler
auftreten kann. Allgemein kann ein Fehler durch einen offenen
Stromkreis verursacht sein; die Fehler, mit denen sich
die Erfindung beschäftigt, sind jedoch typischerweise Kurzschlüsse.
Das Auftreten eines Kurzschlusses führt - wenn er
nicht sofort erfaßt und die Fehlerstelle von einem Stromgenerator
abgetrennt wird - mit hoher Wahrscheinlichkeit zu
einem elektrisch verursachten Feuer. Es ist in modernen
Flugzeugen üblich, zusätzlich zu den durch die Flugzeugmotoren
angetriebenen Generatoren durch einen Hilfsmotor einen
Hilfsstromgenerator anzutreiben. Die von den Flugzeugmotoren
angetriebenen Hauptgeneratoren sowie der Hilfsstromgenerator
sind wechselseitig durch Verteilungsbus und über Busleistungsschalter
verbunden und bilden eine Vielzahl von Leistungsversorgungswegen
zu den Lasten des elektrischen
Systems des Flugzeuges. Die Erfassung von Fehlern im Stromverteilsystem
und die Steuerung von Unterbrechern zur Isolierung
von Fehlern und Rückführung von Leistung wird seit
Jahren untersucht. Bei der aus der US-PS 29 74 257 bekannten
Anordnung ist eine Fehlererfassung mittels induktiv gekoppelter Differenzfehlerstromerfassungsschaltungen
bekannt. Dabei wird
eine Schutzanordnung für ein Leistungssystem vorgesehen, bei
dem das Stromverteilernetzwerk von parallel verbundenen Generatoren
gespeist wird. Die Fig. 1 der US-PS 29 74 257
zeigt zwei Generatoren 12 und 14, die jeweils Gleichstrom-
Feldwicklungen 16 und 18 und neutrale Ankerleiter 20, 22, 24
bzw. 26, 28, 30 haben. Speisebusnetzwerke 32 und 34 sind mit
einem Parallelbusnetzwerk 64 verbunden. Generatorleistungskoppler
48 und 50 verbinden jeweils Generatorausgangsleiter
52, 54, 56 und 58, 60, 62 mit Leitern 36, 38, 40 und 42, 44,
46. Busleistungskoppler 72 und 74 verbinden diese zuletzt
genannten Leiter mit dem Parallelbus 64. Eine Differenzfehlerstromerfassungsanordnung
weist Fühlerschaltungen 194
und 196 auf. Diese Fühlerschaltungen steuern die Erregung
der Gleichstrom-Feldwicklungen 16 und 18 der Generatoren 12
und 14 sowie der Busleistungskoppler 72 und 74. In der US-PS
29 74 257 wird aber kein Verfahren und keine Anordnung beschrieben,
mit denen Fehler im gesamten Stromverteilsystem
behoben werden können. Auch wird keine Fehlererfassung in
Erwägung gezogen, wenn zahlreiche Lasten über eine Anzahl
von Speisekanälen gleichzeitig von mehreren Stromquellen
versorgt werden.
Die US-PS 36 17 812 beschreibt eine Differenz-Fehlererfassung,
um einen Kurzschlußschutz für elektrische Netzwerke zu
liefern, wie diese in Bordstromversorgungssystemen auftreten.
Dabei ist eine Reihe von Stromwandlern 10, 11, 15, 16,
17 vorgesehen, um Eingangsleitungen C₁, C₂ und Ausgangsleitungen
C₃, C₄, C₅ eines Netzwerkes zu überwachen, und weiterhin
ist eine Summierschaltung 20 vorhanden, um die Ausgangssignale
von den Stromwandlern 10, 11, 15, 16, 17 zu
summieren. Wenn ein Fehler im Netzwerk auftritt, entsteht
eine Stromsumme, die sich von Wert Null unterscheidet. Ein
entsprechendes Ausgangssignal wird zu einem Vergleicher 30
und dann zu einer Steuereinheit 40 gespeist, die einen programmierten
Schaltbetrieb im Netzwerk einleitet, um den
Fehler zu lokalisieren. Dieses System benötigt eine Vielzahl
von Schaltoperationen mit entsprechenden Zeitverzögerungen,
um einen Fehler zu lokalisieren. Es ist nicht möglich, unmittelbar
einen Fehler zu lokalisieren und den Fehler zu beheben,
während möglichst viele Lasten oder Verbraucher
weiter mit Strom bzw. Spannung versorgt werden. Das Beseitigen
von Fehlern mit einem Mindestmaß an Unterbrechertätigkeit
ist weder mit der Anordnung der US-PS 29 74 257 noch
mit dem System der US-PS 36 17 812 zu erzielen.
"Brown Boveri Mitteilungen", 1966, Heft 4/5, Seiten 326-339
beschreibt einen elektronischen Sammelschienenschutz, der
als Fehlerstrom-Erfassungs- und -Beseitigungsanordnung funktioniert.
Jedoch werden an Generatoren und Leistungsschalter-
oder Kopplungsorganen auftretende Fehler von diesem
bekannten Sammelschienenschutz nicht erfaßt und beseitigt.
Insbesondere sind keine Maßnahmen beschrieben, die z. B. das
elektrische Verhalten von Lasten, das von Generatoren und
die tatsächlichen Schaltzustände der Leistungskoppler erfassen
und daraufhin entsprechende Fehlerlokalisierungs- und
-beseitigungsschritte durchführen.
Aus "Elektroniker", 1976, Nr. 7, Seiten 19-25 ist die Verwendung
von Mikroprozessoren als Ersatz für statische Relais
beschrieben, die u. a. in Verwendung für einen statischen
Sammelschienenschutz, einen statischen Generatorschutz und
für weitere statische Schutzeinrichtungen beschrieben sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße
Fehlerstrom-Erfassungs- und -Beseitigungsanordnung
für eine kombinierte Generator- und Stromverteilervorrichtung
so auszubilden, daß rasch jeder Fehler sowohl auf einem
Stromverteilerbus als auch in einem der Generatoren oder
einer der Lasten erfaßt und beseitigt werden kann, so daß
möglichst viele Lasten weiterversorgt werden können, während
der Fehler im System beseitigt wird.
Insbesondere soll diese Fehlerstrom-Erfassungs- und -Beseitungsanordnung
für Flugzeugbordstromversorgungen geeignet
sein.
Die obige Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche 1 bis 11 kennzeichnen
vorteilhafte Weiterbildungen davon. Der Patentanspruch
12 kennzeichnet die Verwendung der durch die Ansprüche
1 bis 11 gekennzeichneten Fehlerstrom-Erfassungs-
und -Beseitigungsanordnung für eine bordeigene Generator-
und Stromverteilervorrichtung eines Flugzeugs.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1a und 1b schematische Diagramme einer bevorzugten
Ausführungsart einer Fehlerstrom-Erfassungs-
und -Beseitigungsanordnung in
einem elektrischen Flugzeug-Leistungsgenerator-
und Stromverteilsystem;
Fig. 2a bis 2d schematische Diagramme der Grundschaltungen
von Fig. 1;
Fig. 3 Schaltungseinzelheiten einer Einzelstromwandler-
Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
der Fig. 1;
Fig. 4 Grundschaltungskomponenten der Buskopplungs-
Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
der Fig. 1;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm von Signalen, die in
die Steuerlogik der Fig. 2 für einen
Fehler an einer Stelle A eingespeist
bzw. von dieser abgegeben sind;
Fig. 6 ein Zeitdiagramm von Signalen, die in
die Steuerlogik der Fig. 2 für einen
Fehler an einer Stelle B unter einem
Satz von Leistungskopplerzuständen eingespeist
bzw. von der Steuerlogik abgegeben
werden;
Fig. 7 ein Zeitdiagramm von Signalen, die in
die Steuerlogik der Fig. 2 für einen
Fehler an der Stelle B unter einem anderen
Satz von Leistungskopplerzuständen
eingespeist bzw. von der Steuerlogik abgegeben
werden;
Fig. 8 ein Zeitdiagramm von Signalen, die in
die Steuerlogik der Fig. 2 sowie in andere
Komponenten des Systems für einen
Fehler an einer Stelle C eingespeist
bzw. von der Steuerlogik abgegeben werden;
Fig. 9 ein Zeitdiagramm von Signalen, die in
die Steuerlogik der Fig. 2 sowie in andere
Komponenten des Systems für einen
Differenzstromfehler an der Stelle C
unter einem anderen Satz von Leistungskopplerzuständen
eingespeist bzw. von
der Steuerlogik den anderen Komponenten
diesen abgegeben werden;
Fig. 10a und 10b Flußzeitdiagramme zur Erläuterung der
Differenzfehlerstromerfassung und der
Isolation der rechten oder linken Generatorsteuereinheit
der Fig. 1;
Fig. 11 ein Differenzfehlerstromerfassungs- und
-Lokalisierungsflußdiagramm einer Mikrohilfsstromgeneratorsteuereinheit
für die
Hilfsstromgeneratorsteuereinheit der
Fig. 1, und
Fig. 12 ein Differenzstromfehlererfassungs- und
Isolationsflußdiagramm der Mikrobus-Leistungssteuereinheit
für die Busleistungssteuereinheit
der Fig. 1.
Im folgenden wird auf die sich zur Fig. 1 zusammensetzenden
Fig. 1a und 1b näher eingegangen, in denen ein Flugzeug-
Bordstromversorgungssystem dargestellt ist, das ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Fehlerstrom-Erfassungs- und
-Beseitigungsanordnung aufweist. Aufgrund der Kompliziertheit
der Stromversorgungssysteme der hier beschriebenen Art
wird angenommen, daß die Darstellung der Fig. 1 schematisch
ist und lediglich das Umfeld erläutern soll, in dem die Erfindung
besonders vorteilhaft einsetzbar ist. Die weiter
unten näher erläuterten Fig. 2 und 3 zeigen in größeren Einzelheiten
die wesentlichen Elemente der Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
und das Zusammenwirken der Schaltungselemente,
die zum Verständnis der Erfindung erforderlich
sind.
Entsprechend zeigt Fig. 1 ein Leistungsgeneratorsystem, das
zahlreiche Generatoren aufweist. In der Flugzeugtechnologie
ist es üblich, die auf dem rechten Flügel des Flugzeuges
liegenden Generatoren als rechte Generatoren und diejenigen
auf dem linken Flügel des Flugzeuges als linke Generatoren
zu bezeichnen. Aus Gründen der Vereinfachung sind ein einzelner
linker und ein einzelner rechter Generator 11 bzw. 12
gezeigt. Diese Generatoren werden durch die Flugzeugtriebmotoren
über Antriebe konstanter Drehzahl angetrieben, um
Generator-Ausgangsströme konstanter Frequenz zu erzeugen.
Beispielsweise geben die Generatoren eine
Leistung von 90 kVA ab.
Ein Hilfsstromgenerator 13 bildet eine Hilfsstromversorgungsquelle.
Der Hilfsstromgenerator 13 wird zweckmäßig
durch einen separaten Motor angetrieben, auf dessen Leistung
normalerweise nicht zurückgegriffen wird.
Der linke Generator 11, der rechte Generator 12 und der
Hilfsstromgenerator 13 haben jeweils neutrale Ankerleiter
14, 16 und 17, die mit Masse verbunden dargestellt sind.
Drei neutrale Ankerleiter des linken Generators 11, nämlich
einer für jede Phase, sind schematisch durch einen Bezugspfeil
14 für einen neutralen Ankerleiter dargestellt. Der
rechte Generator 12 und der Hilfsstromgenerator 13 haben
ebenfalls jeweils drei neutrale Ankerleiter, obwohl lediglich
ein einzelner Leiter 16 bzw. 17 gezeigt ist.
Der linke Generator 11 ist mit einem linken Generatorleistungskoppler
LGCB 18 über Ausgangsleiter verbunden, die
durch einen Bezugspfeil 19 angedeutet sind. Der rechte Generator
19 ist mit einem rechten Generatorleistungskoppler
RGCB 21 über Ausgangsleiter verbunden, die durch einen Bezugspfeil
22 angedeutet sind.
In jedem Flugzeug sind zahlreiche zu speisende Lasten vorhanden,
die eine große Anzahl elektrischer Einrichtungen umfassen, zu
denen die Flugzeug-Flugleuchten, die Nachrichtenübertragung,
die Motorsteuerung und auch die elektrische Ausrüstung der
Flugzeugküche gehören. Diese Lasten sind vorzugsweise in
einen ersten oder linken Lastteil 23, der normalerweise vom
linken Generator 11 versorgt wird, der für diesen linken
Lastteil die Primärstromquelle bildet, und in einen vom
rechten Generator 12 als Primärstromquelle versorgten zweiten
oder rechten Lastteil 24 eingeteilt. Die Beschreibung
des Stromversorgungssystems zeigt, daß die linke Last 23
oder die rechte Last 24 bei fliegendem Flugzeug entweder
durch den rechten oder den linken Generator 11 bzw. 12 oder
hilfsweise durch den Hilfsstromgenerator 13 gespeist werden
können. Wenn das Flugzeug auf dem Boden ist, kann eine äußere
Stromquelle 15 angeschlossen werden, um die Lasten 23, 24
in einer Weise zu speisen, die weiter unten näher erläutert
werden wird.
Die Ausgangsleiter 19 des linken Generators 11 können über
den LGCB 18 mit der linken Last 23 durch Leiter 19a, 19b
verbunden sein.
Die Ausgangsleiter 22 des rechten Generators 12 können über
den RGCB 21 mit der rechten Last 24 durch Leiter 22a, 22b
verbunden sein.
Ein Stromverteilungsbus oder Kopplungsbus 26, der im folgenden
auch kurz Bus 26 genannt wird, bildet eine im folgenden
näher zu beschreibende Reihenverbindung des linken Generators
11, des rechten Generators 12, des Hilfsstromgenerators
13 oder der äußeren Stromquelle 15. Der aus drei Leitern
bestehende Aufbau des Bus 26 ist auf der linken Seite der
Fig. 1a durch das Bezugszeichen 26a angedeutet.
Der linke Generator 11 kann elektrisch mit dem Bus 26 über
die Ausgangsleiter 19, den LGCb 18, die Ausgangsleiter 19a,
19c, den linken Busleistungskoppler LBTB 27 und die Busleiter
26a verbunden werden.
In ähnlicher Weise kann der rechte Generator 12 elektrisch
mit dem Bus 26 über die Ausgangsleiter 22, den RGCB 21, die
Ausgangsleiter 22a, 22c, den rechten Busleistungskoppler
RBTB 28 und Busleiter 26b verbunden werden.
Der Hilfsstromgenerator 13 kann elektrisch mit dem Bus 26
über einen durch eine Bezugsziffer 20 bezeichneten Ausgangsleiter,
einen Hilfsleistungskoppler APB 29 und Busleiter 26c
verbunden werden.
Die äußere Stromquelle 15 kann elektrisch mit dem Bus 26
über äußere Stromversorgungsleiter 25, ein äußeres Netzschütz
EPC 31 und Busleiter 26d verbunden werden.
Aus der obigen Beschreibung folgt, daß die linke und die
rechte Last 23 bzw. 24 durch eine Vielzahl Stromversorgungskanäle
über die jeweiligen Leistungskoppler mit Strom versorgt
werden können. Aus dem schematisch in Fig. 1a und 1b
dargestellten Generator- und Verteilungssystem folgt, daß
beispielsweise zur linken Last 23 Strom vom linken Generator
11 über die Leiter 19, den LGCB 18 und die Leiter 19a, 19b
gespeist werden kann. Die linke Last 23 kann auch bei offenem
LGCB 18 mit Strom vom rechten Generator 12 über einen
durch die Leiter 22, RGCB 21, die Leiter 22a, 22c, RBTB 28,
Busleiter 26b, 26, 26a, LBTB 27 und Leiter 19c und 19b gebildeten
Speiseweg versorgt werden.
In ähnlicher Weise kann die linke Last 23 bei offenen LGCB
18 und RBTB 28 Strom vom Hilfsstromgenerator 13 über einen
Kanal erhalten, der durch die Leiter 20, APB 29, Leiter 26c,
26, 26a, LBTB 27, Leiter 19c und 19b festgelegt ist.
Schließlich kann Strom zur linken Last 23 bei geöffneten
LGCB 18, RBTB 28 und APB 29 von der äußeren Stromquelle 15
über Leiter 25, EPC 31, Leiter 26d, 26, 26a, LBTB 27, Leiter
19c und 19b geleitet werden.
Ähnliche Ausführungen können gemacht werden, um die Vielzahl
von Leistungskanälen zu erläutern, die in der Vorrichtung
hinsichtlich der Lasten und Fehler verfügbar sind. Wenn ein
Kurzschluß irgendwo im System auftritt, so tritt als natürliche
Folge ein Ungleichgewicht des Systems ein. Demgemäß
versucht zunächst die Stromquelle für jeden einen Kurzschluß
aufweisenden Speisekanal soviel Strom einzuspeisen, wie der
Kurzschluß verlangt. In diesem Fall wird der Fehler nicht
rasch lokalisiert, so daß der fehlerbedingte Kurzschluß zu
einem elektrisch ausgelösten Feuer führen kann.
Zu jeder gegebenen Zeit gibt es eine bestimmte Anzahl von
Bereichen im elektrischen System eines Flugzeuges, in denen
ein Fehler auftreten kann, und es gibt eine eingestellte Anzahl
von Speisekanälen durch das System, die Leistung zu den
Lasten speisen. In einem modernen Flugzeug können wenigstens
dreizehn Bereiche, in denen ein Fehler auftreten kann, und
eine gleiche Anzahl von Speisekanalkonfigurationen des oben
beschriebenen Typs ermittelt werden, die verfügbar sind, um
Leistung zu dem Fehlerort zu speisen, der in jedem gegebenen
Bereich liegt. Eine einfache Rechnung zeigt, daß es dreizehn
mal dreizehn oder einhundertneunundsechzig Fehlerbeseitigungsprobleme
gibt, die rasch behandelt werden müssen, wobei
ebenso viele Lasten oder Verbraucher weiterversorgt werden
und alles mit einem Mindestaufwand an Unterbrechertätigkeit
und begleitenden Zeitverzögerungen erfolgt.
Die weiter unten näher zu erläuternden Einzelheiten des bevorzugten
Ausführungsbeispiels zeigen, daß dieses das Problem
der Fehlererfassung und Fehlerbeseitigung gerade in den
komplizierten elektrischen Leistungserzeugungs- und Verteilungssystemen
neuartig und vorteilhaft lösen kann.
Anschließend wird anhand der Fig. 1 im bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Lage der Fehlererfassungsschaltung beschrieben.
Die Art und Weise,
in der die Fehlererfassungsschaltungen arbeiten, wird
anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert werden.
Wenn das elektrische System arbeitet und keine Fehler
vorliegen, ist der durch die in Reihe verbundenen Leiter fließende
Strom gleich. Das Vorliegen eines Fehlers bezüglich eines
der Leiter führt zu einer Steigerung des durch den Kurzschluß
des Fehlers gezogenen Stromes. In den Wicklungen
von mit den Leitern des Systems induktiv gekoppelten
Stromwandlern wird ein Strom proportional zu dem im Leiter
vorliegenden Strom induziert. Die nunmehr kurz zu erläuternden
Schaltungen arbeiten nach dem Prinzip, daß eine
Fehlererfassungsschaltung mit zwei oder mehr
transformatorisch mit Leitern des Systems gekoppelten Stromwandlers ein
Differenzstrom-Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn ein
Fehler an einem der mit derjenigen Stromwandlerwicklung
der Differenzfehlerstromerfassungsschaltung gekoppelten
Leiter auftreten sollte.
Die erste Differenzfehlerstromerfassungsschaltung umfaßt
drei Stromwandler, die in Fig. 1 schematisch als Wicklungen
36, 39 und 41 dargestellt sind; die erste Wicklung
36 ist induktiv mit den neutralen Ankerleitern 14 des linken
Generators 11 gekoppelt. Eine elektrische Leitung 37
verbindet die Stromwandlerwicklung 36 mit einer zweiten
Stromwandlerwicklung 39 über eine linke Generatorsteuereinheit
LGCU 38 und die Leitung 40. Die zweite Stromwandlerwicklung
39 ist induktiv mit den Ausgangsleitern 19b gekoppelt,
die zu der linken Last 23 führen. Die dritte Stromwandlerwicklung
41 ist induktiv mit den Busleitern 26a gekoppelt
und elektrisch mit der zweiten Stromwandlerwicklung
39 über eine Leitung 42 verbunden.
Die zweite Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
ist ähnlich wie die eben beschriebene, für den linken Generator,
die linke Last und deren Busverbindungen
vorgesehene Schaltung aufgebaut. Die zweite Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
hat einen ersten, einen
zweiten und einen dritten Stromwandler, die in Fig. 1
schematisch als Wicklungen 43, 44 und 45 gezeigt sind,
die induktiv jeweils mit den neutralen Ankerleitern 16,
den Ausgangsleitern 22b und den Busleitern 26b für den rechten Generator und die rechte Last verbunden
sind.
Die erste und die zweite Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
liefern im Leistungssteuerlogiknetzwerk
71 verwendete Ausgangssignale, die einen Fehler
anzeigen, der zwischen der neutralen Ankerwicklung 14
bzw. 16 des linken bzw. rechten Generators 11 bzw. 12
und der linken Last 23 sowie der rechten Last 24 und
dem Bus 26 erfaßt wird.
Die dritte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
hat zwei schematisch in Fig. 1 als Wicklungen 46,
47 dargestellte Stromwandler, von denen die erste Wicklung
46 induktiv mit der neutralen Ankerwicklung 17 des Hilfsgenerators
13 gekoppelt ist, während die
zweite Wicklung 47 induktiv mit Busleitern 26c gekoppelt
ist. Die dritte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
liefert ein Ausgangssignal, das einen Fehler anzeigt, der
zwischen der neutralen Ankerwicklung 17 des Hilfsgenerators
13 und dem Bus 26 erfaßt wird.
Die vierte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
hat vier Stromwandlerwicklungen 49, 50, 51 und 52, die
in der in Fig. 1 schematisch dargestellten Weise induktiv jeweils
mit den Ausgangsleitern 19c des linken Generators 11, den
Ausgangsleitern 22c des rechten Generators 12, den Ausgangsleitern
20 des Hilfsgenerators 13 und den
Leitern 25 der äußeren Speisequelle gekoppelt sind. Die Stromwandlerwicklungen
49, 50, 51 und 52 sind jeweils durch Leitungen
53, 54 und 55 untereinander verbunden, wie dies dargestellt
ist.
Die vierte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
liefert ein Ausgangssignal auf einer Leitung 56, das Fehler
anzeigt, die erfaßt sind jeweils zwischen der linken
Last 23 und LBTB 27, der rechten Last 24 und RBTB 28, dem
Hilfsgenerator 13 und APB 29, sowie zwischen
der äußeren Speisequelle 15 und EPC 31. Zusätzlich liefert
die vierte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
ein Ausgangssignal, das einen Fehler anzeigt, der an irgendeinem
Punkt im Verteilungsbus 26 auftritt. Die Ausgangsleitung
56 der vierten Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
führt zu einem Eingang in eine Busleistungs
steuereinheit BPCU 72 des Leistungssteuerlogiknetzwerkes
71.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Kombination einer fünften und einer sechsten Stromerfassungsschaltung
vorgesehen, die nicht nach einem Differenzstromprinzip
arbeiten, sondern induktiv gekoppelte
Wandlerwicklungen neben Leitern verwenden, um die Stromstärke
in den Leitern zu bestimmen. Die Stromstärke wird gemessen
und mit einem Bezugssignal verglichen. Die Einzelheiten
dieser fünften und sechsten Stromerfassungsschaltung,
die auch als Überlappungsstromerfassungsschaltungen
bezeichnet werden, sollen weiter unten näher erläutert
werden.
Die fünfte Stromerfassungsschaltung dient zur Überlappungsstromerfassung
und umfaßt eine Stromwandlerwicklung
30, die induktiv mit den Ausgangsleitern 19c des linken
Generators 11 gekoppelt ist. Die Stromwandlerwicklung 30 gibt
ein Ausgangssignal über die Leitung
32 an die LGCU 38.
Die sechste Stromerfassungsschaltung dient zur Überlappungsstromerfassung
und umfaßt eine Wandlerwicklung
33, die induktiv mit den Ausgangsleitern 22c des rechten
Generators 12 gekoppelt ist. Die Stromwandlerwicklung 33 gibt
ein Ausgangssignal an die RGCU 34 über die Leitung
35.
Die gerade beschriebenen fünften und sechsten Überlappungsstromerfassungsschaltungen
liefern infolge ihrer Einkopplung
im System Ausgangssignale, die eine vorbestimmte
Stromstärke in einem Speisekanal vom rechten Generator 12 und
vom Hilfsgenerator 13 zur linken
Last 23 und in einem Speisekanal vom linken Generator 11 und vom
Hilfsgenerator 13 zur rechten Last 24 angeben.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind insgesamt
sechs Leistungskoppler gezeigt, nämlich LGCB 18,
RGCB 21, LBTB 27, RBTB 28, APB 29 und EPC 31, die alle gemeinsam
eine Leistungskopplerzustandserfassungseinrichtung
14 in Form eines zusätzlichen Paares von Unterbrecherkontakten
in fünf von sechs Unterbrechern haben. Demgemäß haben
LGCB 18 zwei zusätzliche Unterbrecherkontakte 60, 61; RGCB 21 zwei
zusätzliche Unterbrecherkontakte 62, 63; LBTB 27 zwei zusätzliche
Unterbrecherkontakte 64, 65; RBTB 28 zwei zusätzliche
Unterbrecherkontakte 66, 67; APB 29 zwei zusätzliche
Unterbrecherkontakte 68, 69 und schließlich hat EPC 31 einen
einzelnen zusätzlichen Unterbrecherkontakt 70. Die zusätzlichen
Unterbrecherkontakte 61, 63, 65, 67, 69 und 70
von LGCB 18, RGCB 21, LBTB 27, RBTB 28, APB 29 und EPC 31
sind jeweils elektrisch verbunden mit BPCU 72 des Leistungssteuerlogiknetzwerkes
71 über Leitungen 74, 76,
78, 80, 82 und 83. Zusätzliche Unterbrecherkontakte 60,
62 sind jeweils durch eine Leitung 73 bzw. 75 mit LGCU
38 bzw. RGCU 34 verbunden. Weiterhin sind zusätzliche Unterbrecherkontakte
64, 66 jeweils durch eine Leitung 77
bzw. 79 mit LGCU 38 bzw. RGCU 34 verbunden. Schließlich
ist ein zusätzlicher Unterbrecherkontakt 68 durch eine
Leitung 81 mit APGCU 35 verbunden.
Die Leistungskopplerzustandserfassungseinrichtung,
die jedem Unterbrecher zugeordnet ist, liefert ein Ausgangssignal,
das den Koppelzustand anzeigt, nämlich
"offen" oder "geschlossen".
Jeder der sechs in Fig. 1 gezeigten Leistungskoppler
umfaßt eine Leistungskopplersteuereinrichtung in der Form
eines mit dem Leistungkoppler verbundenen Solenoids,
um ein Leistungskopplerschließen zu bewirken.
In schematischer Form sind unabhängig steuerbare
Leistungskopplersteuereinrichtungen 85, 86, 87, 88,
89 und 90 dargestellt, die jeweils in LGCB 18, RGCB 21,
LBTB 27, RBTB 28, APB 29 und EPC 31 enthalten sind.
Die Leistungskopplersteuereinrichtungen 85 und
87 werden jeweils über Leitungen 91 und 92 von LGCU 38
gesteuert. Die Leistungskopplersteuereinrichtungen 86
und 88 werden jeweils über Leitungen 93, 94 von RBCU 34
gesteuert. Die Leistungskopplersteuereinrichtung 89 für
APB 19 ist über eine Leitung 95 von APGCU 35 und EPC 31
gesteuert; die Leistungskopplersteuereinrichtung 90
ist über eine Leitung 96 von BPCU 72 gesteuert.
Das Leistungssteuerlogiknetzwerk 71 umfaßt, wie angegeben
wurde, BPCU 72, LGCU 38, RGCU 34 und APGCU 35, die alle
untereinander mit BPCU 72 verbunden sind. Das Leistungssteuerlogiknetzwerk
71 liefert Steuersignale auf Leitungen
91, 92, 93, 94, 95 und 96 zu den Leistungsschaltersteuereinrichtungen
85, 87, 86, 88, 89 bzw. 90, um die Unterbrechertätigkeit
in programmierter Weise abhängig von im
System erfaßten Fehlern zu steuern.
Die Erfassung von Fehlern und die programmierte Weise,
in der die Leistungskopplersteuereinrichtungen betrieben
werden, sind besser verständlich, wenn die übrigen Figuren
beschrieben und erläutert sind.
Es wurde eine Anzahl von Erfassungsschaltungen beschrieben,
deren jede ein Ausgangssignal liefert, das das
Vorliegen eines Differenzfehlerstromes oder das Vorliegen
eines einen vorbestimmten Pegel übersteigenden Stromes angibt. Zusätzlich
zu diesen Signalen, die für die Entscheidungsfähigkeit
des Leistungssteuerlogiknetzwerkes wesentlich sind,
liegt ein weiteres Signal vor, das für die Logik von Bedeutung
ist. Dieses Signal wird durch BPCU erzeugt und als
Kopplungsbus-Aussperrsignal TBLO bezeichnet. Dieses Signal wird von BPCU 72 über Leitungen 140, 143, 144 zum jeweiligen
LGCU 38, RGCU 34 und APU 13 übertragen. Das TBLO-Signal stellt
ein Einzelbit der in BPCU 72 erzeugten Information dar.
Wenn das TBLO-Signal wahr ist, gibt es an, daß
ein Differenzstromfehler für 4 bis 12 ms in dem Bereich
145 festgestellt wurde, der in Fig. 1 in
Strichlinie gezeigt ist. Der Bereich 145 schneidet LBTB 27,
RBTB 28 und umfaßt vollständig APB 29, EPC 31 und den Bus
26.
Wenn TBLO wahr wird, zeigt es allen Stellgliedern,
d. h. LGCU 38, RGCU 34, APU 35 und BPCU 72, an, daß alle
Unterbrecher LBTB 27, RBTB 28, APB 29 und EPC 31 unmittelbar
geöffnet werden sollten. Es sei darauf hingewiesen,
daß BPCU 72 EPC 31 über die Leitung
96 steuert.
Es verbleibt noch ein anderes Fehlersignal, das als
Überlappungsfehlersignal bezeichnet wird, und dieses
Signal wird in LGCU 38, RGCU 34, APGUC 35 erzeugt und
an BPCU 72 abgegeben. Die Einzelheiten der Schaltungen
in jeder GCU, die das Überlappungsfehlersignal
erzeugen, sind von der in Fig. 2 beispielhaft für die
LGCU 38 gezeigten Art. Die Überlappungsfehlersignale
treten auf Leitungen 128, 128a, 128b jeweils von LGCU 38,
RGCU 34 und APGCU 35 auf.
Das Überlappungsfehlersignal ist eine Einzelbit-
Information, die so festgelegt ist, daß sie im "Wahr"-Zustand
einen Differenzfehlerstrom jedes
gegebenen Generatorleistungskanales zwischen BTB und des
Differenzfehlerstromwandlers auf dem Bus 26
für den besonderen Leistungskanal angibt.
Dieses Differenzfehlerstromsignal wird auch als Differenzschutzsignal
DP bezeichnet, welches auch
an die BPCU von der LGCU 38 und der RGCU 34 über eine Leitung 126a
bzw. 126b abgegeben wird.
Im folgenden wird die Fig. 2 erläutert, die
Schaltungseinzelheiten zeigt, die aus dem System der
Fig. 1 entnommen sind. Die Beschreibung der Fig. 2
ist eine vereinfachte Darstellung der relativ komplexen Schaltungsanordnung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Die folgende Beschreibung soll den Betrieb
der Grundkomponenten und ihr Zusammenwirken
erläutern, was zu einer neuen
und wesentlich verbesserten Fehlererfassungs- und Fehlerbeseitigungsvorrichtung
für ein elektrisches Leistungserzeugungs-
und Verteilungssystem führt.
In den Fig. 2, 3 und 4 sind für einander entsprechende
Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 vorgesehen.
Fig. 2 zeigt eine Fehlererfassungsvorrichtung zur Verwendung
in einem Leistungserzeugungssystem mit den bereits in Fig. 1
gezeigten Generatoren 11, 12 und 13.
Das hier beschriebene System umfaßt den ersten Generator
(linker Generator) 11
und einen zweiten Generator, der der rechte Generator 12
oder der Hilfsgenerator 13
sein kann.
Fig. 2 zeigt ein gesamtes für ein Flugzeug typisches System.
Es sei jedoch
darauf hingewiesen, daß der Grundgedanke der Erfindung
auch bei weniger Komponenten des Systems realisiert werden kann. Es
sei auch daran erinnert, daß das gesamte System insgesamt
vier Stromwandlerschaltungen zur Differenzfehlerstromerfassung
und zwei Erfassungsschaltungen zur Überlappungsstromerfassung
beschreibt. Aus den folgenden Erläuterungen
ist zu ersehen, daß die Erfindung insbesondere vorteilhaft
ist, wenn beispielsweise der erste und der vierte
Stromwandler sowie die fünfte Erfassungsschaltung zur Überlappungsstromerfassung
eingeschlossen sind.
Der linke Generator 11 hat neutrale Ankerleiter
14 und Ausgangsleiter 19. Der rechte Generator 12 und
der APU-Generator 13 haben beide jeweils Ausgangsleiter
22 und 20. Der linke Generator 11 ist über die Ausgangsleiter
19, LGCB 18 und Leiter 19a, 19b mit der linken
Last 23 verbunden. Die Ausgangsleiter 19 des linken Generators
11 sind ebenfalls mit einer Seite von LBTB 27
über Leiter 19a, 19c verbunden.
Aufgrund der Beschreibung der Fig. 1 sei daran erinnert,
daß die jeweiligen Ausgänge des rechten Generators
12 oder des APU-Generators 13 über den Kopplungsbus
26 mit der anderen Seite von LBTB 27 verbunden sein
können.
Die erste Stromwandlerschaltung zur Differenzfehlerstromerfassung
(vgl. Fig. 2) umfaßt Stromwandler 36, 39
und 41 zusammen mit einer Summierschaltung 109.
Der erste Stromwandler 36, der hier durch eine
Strichlinienumrandung angedeutet ist, ist induktiv mit den neutralen
Ankerleitern 14 verbunden. Die Generatoren des
Systems liefern Dreiphasenstrom. Der erste Stromwandler
36 umfaßt drei Stromwandlerwicklungen 100, 101, 102,
die induktiv mit den neutralen Ankerleitern 14 gekoppelt
sind. Nach der rechten Seite des ersten Stromwandlers 36
erstrecken sich elektrische Leitungen 103, 104, 105, 106,
107, 108, von welchen die Leitungen 103, 105, 107, 108 an einer
Seite einer mit Strichlinien umrahmten Summierschaltung
109 enden. Mit der Summierschaltung 109
über Leitungen 110, 111, 112, 113 verbunden ist
der zweite Stromwandler 39, der induktiv mit den Ausgangsleitern
19b gekoppelt ist. Der zweite Stromwandler 39 hat
einzelne Stromwandlerwicklungen 114, 115 und 116, welche
induktiv
mit Ausgangsleitern 19b gekoppelt sind, die mit der linken
Last 23 verbunden sind. Der dritte Stromwandler 41 umfaßt
einzelne Stromwandlerwicklungen 117, 118 und 119. Die
einzelnen Stromwandlerwicklungen 117, 118 und 119 sind induktiv
mit dem Busleiter 26a gekoppelt.
Lastwiderstände 149a, 149b, 149c, 122, 123 und
124 sind jeweils in Leitungen 103, 105, 107, 113, 112 und
111 eingeschaltet. Ein Lastwiderstand 149d ist in einer nicht
näher bezeichneten Leitung zwischen der Leitung 103 und
der Leitung 108 vorhanden.
Der Betrieb der ersten Stromwandlerschaltung für eine
Differenzfehlerstromerfassung wird in Einzelheiten
weiter unten anhand der Fig. 3 näher erläutert. An dieser
Stelle der Beschreibung der Fig. 2 genügt der Hinweis,
daß die erste Stromwandlerschaltung ein Ausgangssignal auf
der Leitung 120 proportional zu einem Differenzstrom liefert,
der zwischen einem der neutralen Ankerleiter 14 des
linken Generators 11 bezüglich der Summe der Ströme in
den entsprechenden Leitern der Ausgangsleiter 19, 19a, 19b,
19c und den Busleitern 26a erfaßt ist.
Das Ausgangssignal der Summierschaltung 109 wird über
eine Leitung 120 zu einer rücksetzbaren Spitzenwert-
Halteschaltung 121 übertragen. Die Erläuterung des Betriebs der
Summierschaltung 109 erfolgt weiter unten an Hand der Beschreibung
der Fig. 3. Das Signal von der Summierschaltung
109 wird nach der Verarbeitung durch die rücksetzbare
Spitzenwert-Halteschaltung 121 über die Leitung 122 zu
einer Abtast- und Halteschaltung 123 und dann über eine
Leitung 124 in einen Vergleicher 125 eingegeben und darin mit einem Bezugswert
von 20 A verglichen. Schließlich wird über Leitung 126
ein Differenzschutzsignal DP zur Steuerlogik
127 gespeist. Die Steuerlogik 127 ist aus herkömmlichen
Festkörper-Logikkomponenten aufgebaut, die verbunden
sind, um Logikverknüpfungen zu liefern, die in den
Flußdiagrammen der Fig. 10 bis 12 angegeben sind, die
weiter unten näher erläutert werden. Das DP-Signal stellt
ein Einzelbit einer Information dar. Wenn die Information
wahr ist, zeigt es an, daß ein Differenzfehlerstrom in
einem der Leistungskanäle zur linken Last vorliegt.
Die vierte Stromwandlerschaltung für die Differenzfehlerstromerfassung
umfaßt eine erste, eine zweite, eine
dritte und eine vierte Stromwandlerwicklung 49, 50, 51
bzw. 52, die schematisch in Fig. 2 durch die Leitungen
53, 54, 55 untereinander verbunden gezeigt sind. Die
Einzelheiten für eine einzige Phase der Verbindung der
Stromwandlerwicklungen 49, 50, 51 und 52 sind in Fig. 4
angegeben. Diese zweite Stromwandlerschaltung ermöglicht
einen Bus-Differenzfehlerstromschutz.
Wenn ein einen Bus-
Differenzfehlerstrom TBDP anzeigendes Signal auf der Leitung
56 nach BPCU 72 auftritt, wird ein Einzelbit einer
TBDP anzeigenden Information in BPCU 72 erzeugt und über
die Leitung 130 an LGCU 38 und deren in Strichlinien gezeigten
Mikrocomputer 128 abgegeben. Wenn dieses TBDP-
Signal wahr ist, zeigt es an, daß ein Differenzfehlerstrom
im Bus 26 und bis zu den Stromwandlern 49, 50, 51,
52 vorliegt. In Fig. 1 ist das TBDP-Signal auch auf der
Leitung 130a von BPCU 72 nach RGCU 34 vorhanden.
Die fünfte Stromwandlerschaltung, die das Fließen
eines Stromes erfaßt, zeigt einen
Überlappungsstromwandler 30 und eine in Strichlinien umrandete
Vergleicherschaltung 129 auf. Einzelne Überlappungsstromwandlerwicklungen
131, 132 und 133 des Überlappungsstromwandlers
30 sind jeweils induktiv mit jeder
Phase der Ausgangsleiter 19c des linken Generators 11
über LGCP 18 gekoppelt. Diese fünfte Stromwandlerschaltung
wird als Überlappungslasterfassungsschaltung aus
Gründen bezeichnet, die weiter unten näher erläutert werden.
Die Schaltungen für jede Phase sind einfach, da beispielsweise
der Strom in einem der Ausgangsleiter 19c einen
Strom in den zugeordneten Schaltungen induziert. Beispielsweise
verursacht der Strom in einem der induktiv
mit der Wandlerwicklung 131 gekoppelten Leiter 19c einen
Strom in dem aus der Leitung 134, dem Lastwiderstand
135 und der Leitung 136 bestehenden Stromkreis. Der durch den Lastwiderstand
135 fließende Strom induziert einen Strom
im Transformator 137, der durch einen Vergleicher 138a
abgegriffen wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Vergleicher 138a, 138b, 138c der
Vergleicherschaltung 129 so eingestellt, daß sie ein Ausgangssignal
immer dann abgeben, wenn ein Strom
größer als 10 ± 4 A durch den Stromwandler 131, 132,
133 fließt. Das Ausgangssignal von der Vergleicherschaltung
129 wird an die rücksetzbare Spitzenwert-Halteschaltung
139 und dann über eine Leitung 140 und ein Logik-
Gatter 141 an eine Abtast- und Halteschaltung 142 des
Mikrocomputers 128 abgegeben, der ein Ausgangssignal
zur Steuerlogik 127 speist. Das eine Überlappungslast angebende
und an die Steuerlogik abgegebene Signal wird
als O′LAPLD bezeichnet. Wenn O′LAPLD wahr ist, zeigt es
an, daß ein Strom größer als 10 ± 4 A durch den Überlappungsstromwandler
131 oder 132 oder 133 fließt. Es
sei darauf hingewiesen, daß die fünfte Erfassungsschaltung
nicht eine Fehlererfassungsschaltung ist. Diese fünfte
Erfassungsschaltung ermittelt lediglich Strompegel in
Leitern, um ein zusätzliches Eingangssignal in die Entscheidungssteuerlogik
127 einzuspeisen. Die sechste Erfassungsschaltung
arbeitet in ähnlicher Weise wie die
fünfte Erfassungsschaltung.
Der Hilfskontakt 60 des LGCB 18 ist über eine
Leitung 73 und ein Invertierglied (nicht
näher bezeichnet) mit der Steuerlogik 127 des Mikrocomputers
128 verbunden. Das Signal vom Hilfskontakt
60 wird als LGCB AUX bezeichnet. Wenn LGCB AUX
wahr ist, gibt ein Einzelbit einer an die Steuerlogik
127 des Mikrocomputers 128 abgegebenen Information an,
das LGCB 18 geschlossen ist.
Der Hilfskontakt 64 des LBTB 27 ist über eine
Leitung 77 und ein Invertierglied
(nicht bezeichnet) mit der Steuerlogik 127 des Mikrocomputers
128 verbunden. Das Signal vom Hilfskontakt
64 wird als LBTB AUX bezeichnet. Wenn LBTB AUX wahr
ist, gibt ein Einzelbit einer an die Steuerlogik 127 abgegebenen
Information an, das LBTB 27 geschlossen ist.
Die Steuerlogik 127 hat zwei Ausgänge, die auf Leitungen
91, 92 auftreten, die Treiberglieder 99a, 99b
haben. Die Leitungen 91, 92 sind jeweils mit einer Leistungskopplersteuereinrichtung
85 bzw. 87 verbunden.
Die Steuerlogik 127 umfaßt ein Steuerlogiknetzwerk, das
auf Differenzfehlerschutzsignale von der ersten und
zweiten Stromwandlerschaltung, das Hilfskontaktzustandsüberlappungslastausgangssignal
und das Kopplungsbusaussperrsignal
anspricht. Die Steuerlogik 127 steuert über
die Leitungen 91, 92 die Leistungskopplersteuereinrichtung
85, 87, um Fehler zu beseitigen, die in diesem Teil
der in Fig. 2 in Einzelheiten gezeigten Vorrichtung erfaßt
sind.
Im folgenden wird die Fig. 3 näher erläutert, die in
Einzelheiten eine einzige Stromwandler-Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
für eine einzige Phase des linken
Generators 11 zeigt. Fig. 3 umfaßt nur so lose Teile der
Schaltungsanordnung, wie zur Erläuterung der Art des Betriebs
einer Differenzfehlerstromerfassungsschaltung benötigt
werden. Ein Fehler 145 ist strichliert an einer
Fehlerstelle "A" gezeigt.
Die dargestellte Schaltung umfaßt die drei Stromwandlerwicklungen
100, 114 und 117, die induktiv jeweils mit einem
Leiter 14a der neutralen Ankerwicklungsleiter 14, einem
Ausgangsleiter 19b und mit der linken Last sowie dem
Busleiter 26a gekoppelt sind.
Nach dem Kirchhoffschen Gesetz und unter einem fehlerfreien
Zustand gilt:
IG = ILL + ITB (1)
und
IFehler (F) = IG - (ILL + ITB) = 0 (2)
Wenn ein Fehler vorliegt, wie dies oben erläutert wurde,
gilt für die Strombeziehung:
IG < ILL + ITB (3)
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
ein merklicher Fehlerstrom nur dann als vorhanden angesehen,
wenn die folgende Beziehung gilt:
IF = 20 ± 5 A (4)
Hinsichtlich dieses Fehlerstromes sei darauf hingewiesen,
daß die Erfindung nicht auf einen Fehlerstrom
von 20 A ± 5 A beschränkt ist; vielmehr kann der gewählte
Fehlerstrom abhängig von der gewünschten Empfindlichkeit
höher oder niedriger sein.
Wenn demgemäß die Beziehung:
IF = IG - (ILL + ITB) = 20 ± 5 A (5)
vorliegt, dann erkennt die Vorrichtung das Vorhandensein
eines Fehlerstromes.
Der Strom IF am Lastwiderstand 120a induziert an den
Wandlerwicklungen 97 der Summierschaltung 109 ein dem
Strom IF direkt proportionales Spannungssignal, das in der
Leitung 98 auftritt und über eine nicht näher bezeichnete
Diode zur Leitung 120 und zur rücksetzbaren Spitzenwert-
Halteschaltung 121 geschickt wird.
Die erste und die zweite oben beschriebene Stromwandlerschaltung
arbeiten in der oben beschriebenen Weise.
Das Betriebsprinzip der dritten Stromwandlerschaltung
ist gleich. Im folgenden wird auf die Fig. 4 näher
eingegangen, die die Grundelemente der oben erläuterten
Vorrichtung zeigt. Fig. 4 ist in erster Linie auf die Grundschaltungskomponenten
der dritten Stromwandlerschaltung gerichtet,
die in den Bus-Differenzfehlerstromerfassungsschaltungen
49, 53; 50, 54; 51, 55;
52, 56 der Fig. 1 enthalten sind.
Bei fehlerfreiem Zustand gilt:
I₁ + I₂ + I₃ + I₄ = 0 (6)
Der Fehler 145 wird nicht durch die dritte Stromwandlerschaltung
abgegriffen oder gesehen. Sollte jedoch
ein Fehler 146 an einer Fehlerstelle B oder ein Fehler
147 an einer Stelle C auftreten und der Fehlerstrom die eingestellte
System-Fehlerstromempfindlichkeit
überschreiten, also
I₁ + I₂ + I₃ + I₄ = 20 ± 5 A (7)
vorliegen, so besteht ein Stromverteilerbus-Differenzfehler
(TBDP).
Zur Erläuterung des Fehlerstromerfassungs- und
Fehlerbeseitigungsvermögens der Vorrichtung werden im
folgenden die Grundelemente der Vorrichtung (vgl. Fig. 2)
jeweils bei Vorliegen von Fehlern 145, 146, 147 an
Fehlerstellen A, B und C beschrieben. Eine Vielzahl von
Leistungskopplerzuständen wird bei der folgenden Untersuchung
oder Analyse betrachtet, in der die Fig. 5 bis
9 in Echtzeit die Folge von Ereignissen im System angeben,
wenn ein Fehler erfaßt wurde. In jeder der Fig. 5
bis 9 sind auf der Ordinate oder vertikalen Achse die verschiedenen
Ausgangssignale (vgl. oben) der Fehlerfassungsschaltung
aufgetragen. Die Abszisse oder horizontale Achse
stellt den Ablauf der Echtzeit in ms dar. Die aufgetragenen
Kurven sind in Wirklichkeit alle Rechteckschwingungen.
Im folgenden wird die Fig. 5 näher erläutert, die die
Folge bzw. den Ablauf von Ereignissen darstellt, wenn ein
Fehler 145 an der Stelle "A" vorliegt und LGCB 18 geschlossen
sowie LBTB 27 offen sind. Die Steuerlogik 127 empfängt
von der ersten Stromwandlerschaltung ein Ausgangssignal,
das auf der Zeile A als Zeichen eines Fehlers am Punkt
150 gesehen werden kann. Die Steuerlogik sieht auch, daß
- wie dies auf einer Zeile C gezeigt ist - im gleichen
Zeitpunkt LGCB AUX am Punkt 151 in einem geschlossenen Zustand
ist. Diese beiden wahren Zustände, die mit den in
Zeilen B, D, C und F gezeigten Zuständen gekoppelt sind,
bewirken, daß die Steuerlogik 127 das auf einer Zeile G
gezeigte Ausgangssignal erzeugt, um LGCB 18 zu öffnen, wie
dies durch einen Punkt 152 angedeutet ist. Die Vorrichtung
ist so ausgelegt, daß innerhalb 30 ms der Fehler verschwindet
(abgetrennt wird), wie dies in Zeile A an einem Punkt
153 zu ersehen ist.
Wenn ein Fehler auftritt, wie dies gerade beschrieben
wurde, dann arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung in
anderer Weise als die bereits bestehenden Vorrichtungen.
Die übliche Vorrichtung benutzt nicht eine Information,
die einen LBTB-Zustand, d. h. offen oder geschlossen, anzeigt
um ein Fehlerbeseitigen zu bewirken. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung hat eine Leistungskopplerzustandserfassungseinrichtung
in der Form eines Hilfskontaktes 64 in
LBTB 27, der die Steuerlogik 127 mit einer Anzeige über
den offenen oder geschlossenen Zustand von LBTB 27 versorgt.
In der bestehenden Vorrichtung ist der erste Befehl, der erwartet
wird, ein Signal, das das System LBTB zu öffnen versucht.
Die bestehende Vorrichtung arbeitet dann weiter, um
LGCB zu öffnen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verringert
die zum Erfassen und Beseitigen des Befehls erforderliche
Zeit, indem unnötiges oder versuchtes Öffnen der
Leistungskoppler vermieden wird, das zum Beseitigen des Fehlers
nicht notwendig ist.
Im folgenden wird die Fig. 6 näher erläutert, die den
Ablauf von Ereignissen darstellt, die auftreten, wenn ein
Fehler 146 an einer Stelle "B" vorliegt, wobei LGCB 18 geschlossen
und LBTB 27 offen sind. Die erste Stromwandlerschaltung
liefert ein Ausgangssignal zur Steuerlogik
127, wie dies in der Zeile A durch das an einem Punkt
154 "wahr" werdende Signal angedeutet ist. Das Vorliegen
des Fehlers an der Stelle "B" führt zu einer Überlappungsstromerfassung
(O′LAPLD) durch die Stromwandlerwicklungen
30 und zur Erzeugung eines O′LAPLD-Signales
durch die Vergleicherschaltung 129, wie dies in der Zeile
B durch das an einem Punkt 155 auf der Kurve "wahr"
werdende Signal gezeigt ist.
Die Zeile D zeigt hinsichtlich LBTB AUX, daß LBTB
offen ist. Aus einer Zeile E ist hinsichtlich des TBDP-
Signales zu ersehen, daß zeitlich zusammenfallend mit
dem Auftreten des Fehlers an der Stelle "B" die Stromwandlerschaltung,
die den Wandler 49 umfaßt, einen Differenzfehlerstrom
erfaßt hat, wie dies durch das am Punkt
156 auf der Kurve "wahr" werdende Signal angezeigt ist.
Die Steuerlogik 127 liefert - wenn DP, O′LAPLD,
LGCB und TBDP alle "wahr" sind - einen Befehl zu einer
Leitung 91, um LGCB 18 zu öffnen, wie dies in Zeile G
an einem Punkt 157 gezeigt ist.
Im folgenden wird die Fig. 7 näher erläutert, die
den Ablauf der Ereignisse darstellt, wenn ein Fehler 146
an der Stelle "B" vorliegt, wobei LGCB 18 geschlossen
und LBTB 27 geschlossen ist. Fig. 7 unterscheidet sich von
Fig. 6 grundsätzlich. Beispielsweise ist in Zeile
B die O′LAPLD-Stromerfassung als wahr an einem Punkt
158 gezeigt, was mit geschlossenem LBTB 27 und einem durch
die Leiter 19c und durch LBTB 27 zum Bus 26 fließenden
Strom zu erwarten ist. In Zeile D ist LBTB AUX als "wahr"
gezeigt, was mit geschlossenem LBTB 27 zu erwarten ist.
Die mit den Eingangssignalen der Zeilen A bis F versorgte
Steuerlogik 127 erzeugt zuerst ein Ausgangssignal auf
der Leitung 92 nach LBTB 27, wie dies an einem Punkt
159 der Kurve der Zeile H gezeigt ist, wonach LBTB 27
zu öffnen befohlen wird. Das Öffnen von LBTB ist auf
der Kurve der Zeile D an einem Punkt 160 angezeigt.
Danach werden die Eingangssignale in die Steuerlogik
127 insoweit geändert, als das LBTB AUX-Eingangssignal
betroffen ist, und die Steuerlogik 127 liefert
einen Ausgangsbefehl auf der Leitung 91 an LGCB 18, um
zu öffnen, wie dies auf der Kurve der Zeile G an einem
Punkt 161 gezeigt ist, und der Fehler wird beseitigt.
Im folgenden werden die Fig. 8 und 9 näher erläutert,
die den Ablauf von Ereignissen zeigen, die auftreten,
wenn ein Fehler 147 an einer Fehlerstelle "C"
ist. In der Beschreibug des Betriebs der Vorrichtung
bis zu diesem Punkt können alle Fehlererfassungs- und
Befehlssteuerungen, die zur Erzeugung einer Fehlerbeseitigung
ausreichend sind, anhand des in Einzelheiten
in Fig. 2 gezeigten Grundsystems erklärt werden. Die Beschreibung,
die anschließend bezüglich der Fehlererfassung
und Fehlerbeseitigung eines Fehlers an der Stelle
"C" folgt, umfaßt notwendig den mitwirkenden Einschluß
anderer Elemente des Gesamtsystems, das auf der rechten
Seite in Fig. 2 in allgemein schematischer Form aufgetragen
ist. Das Vorliegen des Fehlers 147 im Bus 26 bedeutet,
wie aus der Beschreibung folgt, daß die zu
steuernden Unterbrecher die Unterbrecher auf dem Kopplungsbus
LBTB, RBTB, APB und EPC sind.
Im folgenden wird die Fig. 8 näher erläutert, die den
Ablauf der Ereignisse darstellt, wenn ein Fehler 147 an
der Stelle C mit geschlossenem LGCB 61 und offenem LBTB 27
vorliegt. Die erste Stromwandlerschaltung speist ein Ausgangssignal
zur Steuerlogik 127, wenn der Fehler 147 auftritt,
wie dies in Zeile A durch das am Punkt 162 "wahr"
werdende Signal angezeigt ist. Mit einem Fehler an der
Stelle "C" und offenem LBTB 27 fließt kein Strom durch
die Leiter 19c, und es liegt, wie dies in Zeile B angezeigt
ist, kein O′LAPLD-Signal vor. Wie mit geschlossenem
LGCB 18 zu erwarten ist, wird der Zustand des LGCB AUX-
Signales der Zeile C "wahr", und dagegen wird mit offenem
LBTB 27 das LBTB AUX-Signal der Zeile D nicht "wahr".
Aus der Zeile E ist bezüglich des TBDP-Signales, das
durch BPCU 72 erzeugt ist, zu ersehen, daß zeitlich zusammenfallend
mit dem Auftreten des Fehlers an der Stelle
"C" die Stromwandler-Differenzstromschaltung, die die
Stromwandler 49, 50, 51 und 52 umfaßt, einen Differenzfehlerstrom
DP erfaßt hat, wie dies durch das am Punkt
162 auf der Kurve der Zeile A "wahr" werdende Signal angezeigt
ist.
Zu der Zeit, in der der Fehler an der Stelle "C" auftritt,
liegt kein TBLO-Signal vor, wie dies in der Zeile
F gezeigt ist.
Obwohl dies nicht als eine getrennte Kurve gezeigt
ist, wird das linke Überlappungsfehlersignal, das auf der
Leitung 128 auftritt, 12 bis 16 ms nach Einwirken des
Fehlers "wahr". Danach wird innerhalb 6 bis 12 ms das in
BPCU 72 entstehende TBLO-Signal "wahr", wie dies an einem
Punkt 164 auf der TBLO-Kurve in Zeile F angezeigt ist. Dieser
"wahre" Zustand des TBLO-Signales führt dazu, daß APB
29 und EPC 31 als Ergebnis einer Logikentscheidung zu
öffnen befohlen wird, welches zusammen durch LGCU 38, RGCU 34,
APGCU 35 und BPCU 72 erfolgt. Innerhalb 30 ms geht der Fehler
weg oder verschwindet, wie dies in Zeile A am Punkt 165
gezeigt ist. Der sich ergebende Zustand, der bei LBTB 27,
RBTB 28, APB 29 oder EPC 31 vorliegt, ist jeweils in
den Zeilen G, H und I als LBTB, RBTB AUX und APB AUX oder
EPC AUX gezeigt.
Im folgenden wird die Fig. 9 näher erläutert, die
den Ablauf der Ereignisse darstellt, wenn der Fehler
147 an der Stelle "C" vorliegt, wobei LGCB 18c und LBTB
27 beide geschlossen sind. Die in der Zeile A der Fig. 9
dargestellten Zustände sind die gleichen wie die an Hand
der Fig. 8, Zeile A, beschriebenen Zustände.
Die in der Anordnung vorhandenen und in Zeile B vorliegenden
Zustände sind von Fig. 8 insoweit verschieden,
als LBTB 27 geschlossen ist, ein Strom durch die Leiter
19c fließt und ein Überlappungsstrom O′LAPLD angezeigt
wird, wie dies durch den "wahren" Zustand des O′LAPLD-
Signales auf der Zeile B gezeigt ist.
Die LGCB AUX anzeigende Zeile C bleibt "wahr", da
LGCB 61 geschlossen ist, wie dies oben erläutert wurde.
Im Punkt 166 auf der TBLO-Kurve der Zeile F ist das
"wahr" werdende TBLO-Signal gezeigt. Die Impulsform 167
wird in BPCU 72 aufgrund der vom rechten, linken und
Hilfs-GCU empfangenen Information erzeugt. Das Signal
167 teilt allen Unterbrechern mit, daß ein Fehler im Bereich
144 der Fig. 1 vorliegt und alle Unterbrecher öffnen
sollten.
Demgemäß sei darauf hingewiesen, daß das RBTB-Signal
in der Zeile H am Punkt 168 negativ wird und RBTB nicht
"wahr" ist, was die Tatsache anzeigt, daß RBTB 28 offen
ist.
Die Zeile I soll lediglich zeigen, daß APB 29 oder
EPC 31 in diesem Beispiel in einem offenen Zustand ist.
Im folgenden wird auf die Fig. 10, 11 und 12 näher
eingegangen, die Flußdiagramme zeigen, in denen eine
Fehlerisolation oder -trennung angegeben ist, wie diese
im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung auftritt,
das in Fig. 1 dargestellt und an Hand dieser Figur
erläutert ist.
Der Hauptzweck des Flußdiagrammes dient zur Erläuterung,
wie die Anordnung einen Fehler oder eine Störung
aus der Anordnung entfernt, indem der Fehler durch gesteuertes Schalten der
Leistungskoppler in programmierter Weise isoliert wird.
Bei der Reparatur der Anordnung zur Korrektur von Fehlern,
die eher ständig als kurzzeitig oder vorübergehend auftreten,
muß der Bediener lediglich die Leistungskopplerfolge
beobachten, um den Bereich und Stromweg zu lokalisieren,
wo der Fehler auftritt, und danach muß er diesen Bereich
untersuchen, um die genaue Stelle des Fehlers zu bestimmen.
Fig. 10 gibt in einem Flußdiagramm die Differenzfehlerstromerfassung-
DP-Isolationsfunktion bezüglich einer
der Generatorsteuereinheiten (GCU′S), also LGCU 38
oder RGCU 34, an. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
ein Differenzstrom von 15 bis 25 A (20 ± 5 A) als ein
Fehlerzustand angesehen. In den GCU′S des Systems hängt
der Isolationsablauf von dem Zustand der eingeschlossenen
GCB und BTB ab. Der Zustand von GCB und BTB ist paarweise.
In allen Situationen ist die Anordnung so ausgelegt, daß
sie auf eine bestimmte Einwirkung innerhalb 12 bis 16 ms
anspricht.
Die angezeigten Koppelzustände werden in der
folgenden Beschreibung durch das Aufleuchten von (nicht
gezeigten) Lampen im Flugzeugcockpit wiedergegeben.
Jeder Leistungskoppler ist mit einem (nicht gezeigten)
Hilfskontakt ausgestattet, der elektrisch an die
Lampen angeschlossen ist.
Wenn GCB und BTB geschlossen sind und DP "wahr"
(Differenzstrom 15 bis 25 A) für 12 bis 16 ms ist,
dann wird das Öffnen von BTB befohlen. Wenn zu dieser
Zeit ein Stromverteilerbus-DP (Stromverteilerbus-Differenzstromschutz-
TBDP) nicht vorliegt, dann wird auch das
Öffnen von GCB befohlen. Beide Leistungskoppler GCB und
BTB, abgesehen von einem Fehler, öffnen innerhalb 30 ms
ab diesem Befehl. Wenn DP für 4 ms fortdauert, nachdem
beide Unterbrecher geöffnet sind, wird einem (nicht
gezeigten) Generatorsteuerrelais, das die Leistung zum
Feld des Generators trennt, zu öffnen befohlen, und
BTB wird zu schließen befohlen, um wieder Leistung zu
den Lasten zu speisen. Demgemäß muß der Fehler im Generator
oder in dessen Zuführungs- oder Speisekabel vorgelegen
sein. Wenn DP innerhalb 4 ms weggeht, nachdem
beide Unterbrecher geöffnet wurden, werden die Unterbrecher
ausgeschaltet.
Wenn GCB und BTB geschlossen sind und DP für 12
bis 16 ms "wahr" ist, dann wird BTB zu öffnen befohlen.
Wenn ein TBDP-Strom vorliegt, dann öffnet GCB nicht unmittelbar.
BTB öffnet innerhalb 30 ms. Wenn DP innerhalb
4 ms verschwindet oder wenn DP fortdauert, dann
wird aber kein Strom durch die Überlappungsstromwandler
erfaßt (unter "kein Strom" ist zu verstehen, daß der erfaßte
Strom kleiner als 10 ± 4 A ist); BTB wird ausgeschaltet,
und ein Überlappungsfehlersignal wird an BPCU
abgegeben. Wenn DP mit einem Wert größer als 10 ± 4 A
fortdauert, die durch die Überlappungsstromwandler erfaßt
sind, dann wird GCB zu öffnen befohlen. GCB öffnet
innerhalb 30 ms, wonach der DP-Strom (innerhalb 4 ms) verschwindet.
Der DP-Zustand verschwindet, da lediglich ein
Fehler in der Überlappungszone auf der Lastseite von BTB
bewirkt, daß der Kopplungsbus-DP-Strom und ein Überlappungsstrom
fließen, wobei BTB offen ist. Damit ist es unmöglich,
daß der DP-Strom weiter fließt, nachdem GCB offen ist.
Wenn GCB geschlossen sowie BTB offen ist und ein
DP-Fehler für 12 bis 16 ms fortdauert, dann wird eine
Einwirkung unternommen. Wenn ein Stromverteilerbus-DP vorliegt
und kein Überlappungsstrom fließt, wird BTB ausgeschaltet
oder ausgesperrt, und ein Überlappungsfehlersignal
wird an BPCU abgegeben, um alle Unterbrecher auf
dem Kopplungsbus zu öffnen. Wenn ein Stromverteilerbus-DP
nicht vorliegt oder wenn ein Überlappungsstrom fließt,
dann wird GCB zu öffnen befohlen. GCB öffnet innerhalb
30 ms. Wenn DP innerhalb 4 ms nach dem Öffnen von GCB
weggeht, werden GCB und BTB ausgeschaltet. Wenn DP für
4 ms nach dem Öffnen von GCB fortdauert, wird GCR zu öffnen
und BTB zu schließen befohlen.
Wenn GCB sowie BTB geschlossen ist und ein
DP-Fehler für 12 bis 16 ms fortdauert, dann wird BTB
zu öffnen befohlen. BTB öffnet innerhalb 30 ms. Wenn
DP innerhalb 4 ms verschwindet, werden GCB und BTB ausgeschaltet
oder ausgesperrt. Wenn DP für 4 ms fortdauert,
wird GCR zu öffnen und BTB zu schließen befohlen.
Wenn GCB und BTB offen sind und ein DP-Fehler für
12 bis 16 ms fortdauert, dann wird der Zustand des Stromverteilerbus-
DP betrachtet. Wenn ein Stromverteilerbus-DP-Fehler
vorliegt, dann wird BTB ausgeschaltet oder ausgesperrt,
und das Überlappungsfehlersignal wird an BPCU abgegeben.
Dies öffnet alle Leistungskoppler auf dem Bus, wodurch
der Fehler gemildert wird. Wenn der Stromverteilerbus-
DP-Fehler nicht vorliegt, dann wird GCR zu öffnen befohlen,
und BTB wird ausgeschaltet oder ausgesperrt.
Im folgenden wird die Fig. 11 näher erläutert, die
ein Fluß-Zeitdiagramm für eine APGCU-Fehlerisolation
zeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Flußdiagramm
materiell von dem in Fig. 10 gezeigten Diagramm hinsichtlich
GCU abweicht, da dort kein BTB auf dem APU-Kanal
vorliegt.
Wenn APB geschlossen ist und ein DP-Fehler für 12
bis 16 ms fortdauert, dann wird APB zu öffnen befohlen.
APB öffnet innerhalb 30 ms. Wenn der DP-Fehler für 4 ms
fortdauert, dann wird GCR zu öffnen befohlen. Wenn der
DP-Fehler innerhalb 4 ms verschwindet oder weggeht, dann
wird ein Überlagerungsfehlersignal an BPCU abgegeben, das
alle Unterbrecher auf dem Bus ausschaltet.
Wenn APB offen ist und ein DP-Fehler für 12 bis 16 ms
fortdauert, dann wird GCR zu öffnen befohlen.
Die letzte dargestellte Bahn berücksichtigt einen
Fehler von APB.
Im folgenden wird die Fig. 12 näher erläutert, die
ein Fluß-Zeitdiagramm für BPCU zeigt, das direkt EPC
und indirekt RBTB sowie LBTB und APB steuert.
Wenn ein Kopplungsbus-DP-Fehler für 12 bis 16 ms
fortdauert, wobei kein DP-Fehler in einem der Leistungsversorgungskanäle
vom linken Generator 11 oder rechten Generator
12 vorliegt, dann wird ein Bus-Ausschalt-TBLO-
Signal an alle GCU′S abgegeben, und EPC wird zu öffnen
befohlen. Im schlimmsten Fall kann angenommen werden,
daß EPC innerhalb 30 ms öffnet und die anderen Unterbrecher
innerhalb 38 ms öffnen. Die zusätzlichen 8 ms
sind die Zeit, die im Signallauf durch (nicht gezeigte)
Reihenverkettungsübertragungen verbraucht werden.
Die dargestellte Bahn berücksichtigt jeden Ausfall
in der Leistungskoppler-Fühlerschaltung oder Übertragung,
der ein Fortdauern des Fehlers für 84 bis 88 ms verursachen
könnte.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
verläuft alle zwischen den GCU′S und BPCU übertragene
Information über eine (nicht gezeigte) Reihenverkettung.
Eine (nicht gezeigte) Sternkonfiguration wird verwendet,
in der BPCU bestimmend ist, wobei eine getrennte Zweirichtungs-
Reihenverkettung für jedes GCU vorliegt. Alle
Information verläuft nach und von BPCU mit dessen (nicht
gezeigtem) als eine Quelle wirkenden Übertragungsaustausch,
auf den die GCU′S antworten.
Aus den obigen Erläuterungen folgt, daß die Erfindung
das Beseitigen jedes Differenzstromfehlers in der
Anordnung auf rasche Weise ermöglicht, wobei so viele Lasten
als möglich weiter versorgt werden, während gleichzeitig
die Unterbrecherwirkung der Leistungskoppler möglichst gering ist, um
dadurch die Anzahl der Leistungskopplerunterbrechungen herabzusetzen.
Claims (13)
1. Fehlerstromerfassungs- und -Beseitigungsanordnung für
eine kombinierte Generator- und Stromverteilervorrichtung
mit mehreren Generatoren, die wahlweise einzeln oder gemeinsam
mit elektrischen Lasten über einen Stromverteilerbus
(26, 26a, 26b, 26c) und Leistungskoppler (18, 27;
21, 28; 29; 31) koppelbar sind, mit
- - einer Steuerlogik (71),
- - Fehlerstromerfassungsschaltungen (30, 36, 39, 41; 43, 44, 45, 50; 46, 47, 51, 52), die mit den elektrischen Verbindungen der Generator- und Stromverteilervorrichtung gekoppelt sind und Ausgänge aufweisen, die mit der Steuerlogik (71) verbunden sind,
- - wobei die Steuerlogik (71) einen die Leistungskoppler steuernden Ausgang aufweist, um die Fehlerzustände in der Generator- und Stromverteilervorrichtung als Funktion der Leistungskopplerzustände und der erfaßten Fehlerströme zu beseitigen,
gekennzeichnet
durch
- - eine Leistungskopplerzustandserfassungseinrichtung (60, 62, 64, 66, 68, 70), die den tatsächlichen Schaltzustand jedes Leistungskopplers erfaßt und deren Ausgang mit der Steuerlogik (71) verbunden ist, und
- - wenigstens eine Stromstärkenerfassungsschaltung (30, 33), die die Stromstärke eines Leiters innerhalb der Generator- und Stromverteilervorrichtung erfaßt und einen Ausgang aufweist, der mit der Steuerlogik verbunden ist, so daß das Ausgangssignal der Steuerlogik (71) die Leistungskoppler abhängig von den Leistungskopplerzuständen, den erfaßten Fehlerströmen und der erfaßten Stromstärke steuert.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Fehlerstromerfassungsschaltung durch Stromwandler
induktiv mit den elektrischen Verbindungen gekoppelt
ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß jede Fehlerstromerfassungsschaltung einen Satz von wenigstens zwei Stromwandlern aufweist, und
- - daß der Ausgang jeder Fehlerstromerfassungsschaltung ein Signal liefert, das eine von diesen Stromwandlern erfaßte Stromdifferenz angibt.
4. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leistungskopplerzustandserfassungseinrichtung
einen Hilfskontakt in jedem Leistungskoppler der Generator-
und Stromverteilervorrichtung aufweist, wobei
das Öffnen oder Schließen jedes Hilfskontakts den jeweiligen
Schaltzustand des zugehörigen Leistungskopplers
angibt.
5. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerlogik einen Mikroprozessor aufweist.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein erster, ein zweiter und ein dritter Generator (11 12, 13) mit neutralen Ankerwicklungen und zugeordneten Generatorleistungskopplern (LGCB 18, RGCB 21, APB 29) vorgesehen sind, die den ersten und zweiten Generator (11, 12) mit einer ersten und zweiten Last (23, 24) und den dritten Generator (13) mit einem Stromverteilerbus (26, 26a, 26b, 26c) verbinden,
- - in Reihe geschaltete Busleistungskoppler (27, 28) jeweils zwischen der ersten Last (23) und dem Stromverteilerbus und zwischen der zweiten Last (24) und den Stromverteilerbus liegen,
- - eine erste, zweite, dritte und vierte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung (36, 39, 41; 43, 44, 45; 46, 47; 49-52) vorgesehen sind, von denen die erste und die zweite Fehlerstromerfassungsschaltung Ausgangssignale liefern, die einen jeweils zwischen den neutralen Ankerwicklungen des ersten und des zweiten Generators (11, 12), der ersten und der zweiten Last (23, 24) und dem Stromverteilerbus erfaßten Fehlerstrom angeben, die dritte Fehlerstromerfassungsschaltung ein Ausgangssignal liefert, das einen Fehlerstrom angibt, der zwischen den neutralen Ankerwicklungen des dritten Generators (13) und dem Stromverteilerbus erfaßt ist, und die vierte Fehlerstromerfassungsschaltung ein Ausgangssignal liefert, das einen Fehlerstrom angibt, der jeweils zwischen der ersten Last (23) und dem zugehörigen Busleistungskoppler (27), zwischen der zweiten Last (24) und dem zugehörigen Busleistungskoppler (28) und zwischen dem dritten Generator (13) und dem dem dritten Generator zugehörigen Leistungskoppler (29) erfaßt ist,
- - jeder Busleistungskoppler eine eigene Zustandserfassungseinrichtung (64, 66) und eine eigene Koppelsteuereinrichtung (87, 88) besitzt, die eine unabhängige Steuerung jedes Busleistungskopplers durch die Steuerlogik (71) erlaubt, und
- - die Steuerlogik (71) mit jeder Zustands-Erfassungseinrichtung und mit den Ausgängen der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Fehlerstromerfassungsschaltung gekoppelt ist und mit einem Ausgang elektrisch an jede Koppelsteuereinrichtung angeschlossen ist, um die Koppel- bzw. Unterbrecherwirkung in programmierter Weise abhängig von erfaßten Fehlern zu steuern,
- - die erste und die zweite Last (23, 24) jeweils über eine Vielzahl verschiedener Speisekanäle speisbar sind, die vom ersten, zweiten und dritten Generator (11, 12, 13) über die Busleistungskoppler und den Stromverteilerbus (26) verfügbar sind, und
- - Stromstärkenerfassungsschaltungen (30, 33) vorgesehen sind, die jeweils die Stromstärke im Speisekanal vom zweiten und vom dritten Generator (12, 13) zur ersten Last (23) und im Speisekanal vom ersten Generator (11) und dritten Generator (13) zur zweiten Last (24) erfassen.
7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der erste, der zweite und der dritte Generator (11, 12, 13) jeweils einen Satz Eingangsleiter und einen Satz Ausgangsleiter haben, und
- - daß der Satz Ausgangsleiter des ersten und des zweiten Generators (11, 12) elektrisch über einen jeweiligen Generatorleistungskoppler mit der ersten und der zweiten Last (23, 24) und mit einer Seite eines jeweiligen Busleistungskopplers verbunden ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und die zweite Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
(36, 39, 41; 43, 44, 45) jeweils eine
Stromwandlerschaltung aufweisen, die induktiv mit
jeweils einem Satz von Eingangsleitern des jeweiligen
ersten und zweiten Generators (11, 12), den Ausgangsleitern
zu der ersten und zweiten Last (23, 24) und dem
Stromverteilerbus (26) gekoppelt ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
(46, 47) eine Stromwandlerschaltung aufweist, die
induktiv mit dem Eingangssatz von Leitern des dritten
Generators (13) und dem Stromverteilerbus gekoppelt ist
und einen Ausgang aufweist, der einen Fehler anzeigt,
der zwischen einem Eingang zum dritten Generator (13)
und dem Stromverteilerbus erfaßt ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die vierte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung (49-52) eine Stromwandlerschaltung, die induktiv jeweils mit den Ausgangsleitern von den zugeordneten Generatorleistungskopplern (18, 21) des ersten und des zweiten Generators (11, 12) an einem Punkt zwischen dem zugeordneten Generatorleistungskoppler und dem jeweiligen Busleistungskoppler (27, 28) gekoppelt ist, und außerdem
- - einen Stromwandler aufweist, der induktiv mit den Ausgangsleitungen vom dritten Generator (13) zum Generatorleistungskoppler (29) gekoppelt ist, der dem dritten Generator zugeordnet ist.
11. Anordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Steuerlogik (71) elektrisch der Ausgang der
Stromwandlerschaltung der vierten Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
angekoppelt ist, wodurch der
Ausgang der Steuerlogik (71) zusätzlich auf Fehler anspricht,
die durch die vierte Differenzfehlerstromerfassungsschaltung
erfaßt sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
gekennzeichnet durch ihre Verwendung für eine bordeigene
Generator- und Stromverteilervorrichtung eines Flugzeugs,
wobei der erste und der zweite Generator jeweils ein
linker, dem linken Tragflügel zugeordneter Bordgenerator
und der dritte Generator (13) ein Bordhilfsgenerator
sind, und wobei der Bordhilfsgenerator über den ihm zugeordneten
Leistungskoppler (29) Strom in den Stromverteilerbus
(26) einspeisen kann und durch einen separaten
Motor angetrieben wird.
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Legal Events
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Representative=s name: BEETZ SEN., R., DIPL.-ING. BEETZ JUN., R., DIPL.-I |
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