DE19634094A1 - Power supply system for island grids - Google Patents

Power supply system for island grids

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DE19634094A1 DE1996134094 DE19634094A DE19634094A1 DE 19634094 A1 DE19634094 A1 DE 19634094A1 DE 1996134094 DE1996134094 DE 1996134094 DE 19634094 A DE19634094 A DE 19634094A DE 19634094 A1 DE19634094 A1 DE 19634094A1
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Abstract

A power supply for separate networks has a wave generator (10) with a variable speed of rotation, a current distributing network (12) subdivided into main supply branches (13) and secondary distribution branches (14, 15) connected through power switches (16) for current consumers (17) which can be switched by means of power switches (16). A frequency converter (11) is arranged between the wave generator (10) and the current distributing network (12). An overload fuse (25) protects the frequency converter. A network protection system ensures that power is exclusively supplied by the wave generator (10) in the event of a short-circuit, thus preventing a network breakdown. The network protection system comprises current sensors (39) associated to the power switches (16) and a protection computer (40) which locally determines a short-circuit in the current distributing network from the sensor values and addresses and applies a switching off instruction to the power switch concerned by the short-circuit. When the frequency converter is switched off by an overload fuse (25), a reset device (41) ensures that the frequency converter is switched on again when the short-circuit is eliminated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsanlage für Inselnetze, insbesondere für Schiffsbordnetze, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention relates to a power supply system for Island networks, especially for ship electrical systems, which in the Preamble of claim 1 defined genus.

Bei einer bekannten Stromversorgungsanlage für Bordnetze von Schiffen (DE 35 36 448 A1) ist der Wellengenerator ein Synchrongenerator, der von einer Antriebswelle einer Hauptmaschine, z. B. einem Schiffsdiesel oder einer Gasturbine zum Antrieb der Schiffsschraube, angetrieben wird. Die Hauptmaschine wird je nach gewünschter Schiffsgeschwindigkeit mit variabler Drehzahl gefahren, so daß der Wellengenerator mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird. Der Wellengenerator speist über einen selbstgeführten Stromrichter mit Blindleistungsmaschine und Netzdrosseln in das Bordnetz. Der Umrichter ist von einer Einrichtung zur Frequenz- und Phasenerfassung des Bordnetzes gesteuert.In a known power supply system for electrical systems of ships (DE 35 36 448 A1) is the wave generator Synchronous generator from a drive shaft Main machine, e.g. B. a marine diesel or one Gas turbine for propelling the propeller, driven becomes. The main machine will be more depending on the one you want Ship speed driven at variable speed, see above that the shaft generator with variable speed is driven. The wave generator feeds one self - commutated converter with reactive power machine and Line chokes in the vehicle electrical system. The converter is from one Device for frequency and phase detection of the On-board electrical system controlled.

Handelsübliche Umrichter verfügen im allgemeinen über einen integrierten Überlastschutz, der über interne Schutzmechanismen, z. B. der Auswertung der Emitter-Basis-Spannung der Umrichtertransistoren, bei einem durch Kurzschluß im Netz verursachten Fehlerstrom den Umrichter abschaltet, wenn dieser Fehlerstrom einen zugelassenen Wert übersteigt. Ist ein solch integrierter Überlastschutz im Umrichter nicht vorhanden, muß er zwingend vorgesehen werden, um eine Zerstörung des Umrichters zu verhindern. Commercial inverters generally have one integrated overload protection, which via internal Protection mechanisms, e.g. B. the evaluation of Emitter-base voltage of the converter transistors, at one fault current caused by short circuit in the network Inverter switches off when this fault current stops permitted value exceeds. Is such an integrated one Overload protection is not available in the converter mandatory to destroy the To prevent the converter.  

Tritt bei der bekannten Stromversorgungsanlage im Bordnetz ein Kurzschluß auf, so wird auch hier ein allerdings nicht explizit erwähnter Überlastschutz den Umrichter abschalten, so daß die Einspeisung des Wellengenerators ins Bordnetz entfällt. Erst nach Fehlersuche und Fehlerbeseitigung kann der Wellengenerator wieder auf das Bordnetz aufgeschaltet werden. In der Zwischenzeit wird die Bordnetzversorgung allein von einem Bordnetzdiesel aufrechterhalten, was allerdings dazu zwingt, auch während der Fahrt ständig dem Bordnetzdiesel zu betreiben. Dessen Stillegung zum Zweck der Energieeinsparung, was gerade für kleinere Bordnetze wünschenswert wäre, ist nicht möglich.Occurs in the well-known power supply system in the vehicle electrical system a short circuit, so here too, however, is not explicitly mentioned overload protection switch off the converter, so that the wave generator is fed into the vehicle electrical system not applicable. Only after troubleshooting and troubleshooting the wave generator is connected to the vehicle electrical system again will. In the meantime, the electrical system supply maintained by an on-board electrical system what However, this always forces you to do so even while driving To operate on-board electrical system diesel. Its decommissioning for the purpose energy saving, which is especially true for smaller electrical systems would be desirable is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungsanlage für ein Inselnetz, insbesondere für ein Bordnetz von Schiffen, der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Alleinversorgung des Inselnetzes durch den Wellengenerator mit Umrichter möglich ist und auftretende Kurzschlüsse nicht zu einem Ausfall der Stromversorgung führen, also alle nicht vom Kurzschluß betroffenen Verbraucher weiterbetrieben werden können.The invention has for its object a Power supply system for an island network, in particular for an on-board network of ships of the type mentioned above improve that sole supply of the island network through the wave generator with converter is possible and occurring short circuits do not lead to a failure of the Lead power supply, so not all from short circuit affected consumers can continue to operate.

Die Aufgabe ist bei einer Stromversorgungsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.The task is in a power supply system in the Preamble of claim 1 specified genus According to the invention by the features in the characterizing part of the Claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Stromversorgungsanlage hat den Vorteil, daß ein Kurzschluß im Stromverteilungsnetz sehr schnell erkannt, der Kurzschlußort sehr schnell identifiziert und der Kurzschluß durch Freischalten des dem Kurzschlußort am nächsten liegenden Leistungsschalters sehr schnell beseitigt wird. Eine bis zur Kurzschlußabschaltung ggf. durch den Überlastschutz bereits erfolgte Abschaltung des Umrichters wird durch eine Resetvorrichtung nach Kurzschlußbeseitigung schnellstens aufgehoben, und der Umrichter synchronisiert sich auf die Restspannung von immer am Stromverteilungsnetz vorhandenen Asynchronmotoren.The power supply system according to the invention Advantage that a short circuit in the power distribution network is very quickly recognized, the short circuit location very quickly identified and the short circuit by unlocking the Short circuit location at the closest circuit breaker is quickly eliminated. One until the short-circuit shutdown if necessary, the overload protection has already switched off  of the converter is replaced by a reset device Short circuit elimination as soon as possible, and the Inverter synchronizes to the residual voltage from Asynchronous motors always present on the power distribution network.

Bei der Stromversorgungsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ergibt sich ein integrierter, digitaler Netzschutz, bei dem alle den vorhandenen Leistungsschaltern zugeordneten Stromsensoren und die Schaltgeräte der Leistungsschalter mit dem Schutzrechner kommunizieren. Die Meldungen der Stromsensoren werden im Schutzrechner ausgewertet und bei Kurzschlußerkennung wird vom Schutzrechner ein Schaltbefehl an das Schaltgerät gegeben, dessen zugeordneter Leistungsschalter vom Kurzschluß betroffen ist. Das Schaltgerät öffnet den Leistungsschalter (Freischalten). Das erfolgte Freischalten dieses Leistungsschalters wird entweder über die Stromsensoren oder auch von dem Schaltgerät selbst zum Schutzrechner zurückgemeldet, so daß nach Abschalten des fehlerhaften Unterverteilungsstrangs oder Verbrauchers vom Stromverteilungsnetz nunmehr die ggf. erfolgte Abschaltung des Umrichters durch den Überlastschutz von der Resetvorrichtung wieder aufgehoben werden kann und der Wellengenerator wieder in das Stromverteilungsnetz einspeist. Die Zeit zwischen einem evtl. Abschalten des Umrichters bis zu dessen erneutem Start ist extrem kurz, so daß trotz Kurzschluß von einer quasi unterbrechungslosen Stromversorgung der Bordnetzaggregate gesprochen werden kann.With the power supply system with the characteristic Features of claim 1 results in an integrated, digital network protection, where all the existing Circuit breakers associated with current sensors and the Circuit breakers of the circuit breakers with the protection computer communicate. The messages from the current sensors are in the Protective computer is evaluated and in the event of short-circuit detection a switching command from the protection computer to the switching device given whose assigned circuit breaker from Short circuit is affected. The switching device opens the Circuit breaker (disconnect). This was done this circuit breaker is either on the Current sensors or from the switching device itself to Protection computer reported back so that after switching off the faulty sub-distribution line or consumer from Power distribution network now the possible shutdown of the converter due to the overload protection from the Reset device can be canceled and the Wave generator back into the power distribution network feeds. The time between a possible shutdown of the Converter until it starts again is extremely short, so that despite a short circuit from a virtually uninterrupted Power supply of the onboard power supply units can be spoken can.

Ein Aktivierungssignal für die Resetvorrichtung wird nach alternativen Ausführungsformen der Erfindung entweder vom Schutzrechner gegeben, der dieses aus einer logischen UND-Verknüpfung des Freischaltbefehls und der Freischalt-Rückmeldung generiert, oder aus der Wiederkehr der Restspannung eines am Netz angeschlossenen Asynchronmotors abgeleitet.An activation signal for the reset device is after alternative embodiments of the invention either from Protection computer given this from a logical AND link of the activation command and the  Activation feedback generated, or from the return the residual voltage of a connected to the network Asynchronous motor derived.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden den Leistungsschaltern zusätzlich an sich bekannte Schutzgeräte für den Überstromzeitschutz zugeordnet, die mit Auftreten eines Fehlerstroms im zugeordneten Leistungsschalter diesen nach einer Zeitverzögerung automatisch öffnen. Dabei werden bevorzugt die Schutzgeräte in die jeweils zugeordneten Schaltgeräte integriert, so daß sowohl im Schaltgerät als auch im Schutzgerät erforderliche Schaltrelais zur Betätigung des Leistungsschalters und der Stromsensoren zur Stromerfassung nur einmal vorhanden zu sein brauchen. Der Überstromschutz dient als zeitverzögerter Backup-Schutz für den Fall, daß der Schutzrechner keinen Freischaltbefehl erteilt und bringt zusätzliche Sicherheit bei evtl. Störungen im digitalen Netzschutz.According to a preferred embodiment of the invention the circuit breakers are also known per se Protection devices associated with overcurrent protection that with the occurrence of a fault current in the assigned Circuit breaker this after a time delay open automatically. The protective devices are preferred integrated into the associated switchgear so that required both in the switching device and in the protective device Switching relay for actuating the circuit breaker and the Current sensors for current detection only available once need to be. The overcurrent protection serves as Delayed backup protection in the event that the Protection computer does not issue and bring an activation command Additional security in the event of digital malfunctions Network protection.

Bei der Stromversorgungsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß der Umrichter problemlos für eine vorgegebene Zeit im stationären Kurzschluß betrieben werden kann, wenn für eine Strombegrenzung gesorgt wird. Durch den erfindungsgemäßen Übergang der Steuerung des Umrichters von konstanter Spannungsregelung auf konstante Stromregelung wird ein Auftreten des Kurzschlusses durch Strombegrenzung des Umrichterstroms so lange aufrechterhalten, daß die den Leistungsschaltern zugeordneten Schutzgeräte für den zeitverzögerten Überstromschutz ausreichend Zeit erhalten, um den fehlerstromführenden Leistungsschalter freizuschalten und damit den Kurzschluß zu beseitigen, wonach der Umrichter wieder auf konstante Spannungsregelung zurückgestellt wird. Sollte im Kurzschlußfall der Umrichterstrom so schnell ansteigen, daß der Überlastschutz auslöst noch bevor die Strombegrenzung einsetzt, so sorgt die Resetvorrichtung nach Freischalten des vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalters durch das zeitverzögert ansprechende Schutzgerät für die Aufhebung der Umrichterabschaltung und für die Fortsetzung der Umrichtereinspeisung in das Stromverteilungsnetz.With the power supply system with the characteristic Features of claim 4 is made use of the fact made that the converter easily for a given Time in stationary short circuit can be operated if current limitation is provided. By the inventive transition of control of the converter constant voltage regulation to constant current regulation the short circuit occurs due to current limitation of the converter current so long that the Circuit breakers associated with protection devices for the Delayed overcurrent protection receive sufficient time around the residual current circuit breaker unlock and thus eliminate the short circuit, after which the converter returns to constant voltage regulation  is deferred. In the event of a short circuit, the Inverter current rise so quickly that the overload protection triggers even before the current limit starts, so take care the reset device after unlocking the short circuit Circuit breaker affected by the time delay responsive protection device for lifting the Inverter shutdown and for the continuation of the Inverter feeding into the power distribution network.

Zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen 5 bis 10.Appropriate embodiments of the invention Power supply system with the characteristic features of claim 4 result from the further claims 5 until 10.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Umsteuervorrichtung einen Frequenzregler auf, der bei Überschreiten des Vorgabewerts des Umrichterstroms die Sollfrequenz schnell absenkt und nach Öffnen des fehlerstromführenden Leistungsschalters und des damit verbundenen Abschaltens des Kurzschlusses die Sollfrequenz wieder langsam bis auf den ursprünglichen Sollwert anhebt. Durch diese Maßnahme wird bei Wiederaufnahme des Umrichterbetriebs die Belastung des Wellengenerators durch die wieder zu beschleunigenden Asynchronmotoren am Stromverteilungsnetz herabgesetzt. Diese Belastung kann noch weiter reduziert werden, wenn mit Abschalten des Umrichters auch alle am Stromverteilungsnetz angeschlossenen "unwichtigen" Verbraucher bis zur Aufhebung der Umrichterabschaltung durch die Resetvorrichtung vom Netz getrennt werden.According to a preferred embodiment of the invention the reversing device has a frequency controller, which at Exceed the specified value of the converter current Target frequency quickly lowered and after opening the fault-current circuit breaker and thus connected switching off of the short circuit the target frequency slowly increases again to the original setpoint. Through this measure, when the Converter operation the load on the shaft generator the asynchronous motors to be accelerated again Power distribution network reduced. This burden can can be reduced even further when switching off the Converter also all on the power distribution network connected "unimportant" consumers until the lifting the converter shutdown by the reset device from Be separated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Überlastschutz zusätzlich so ausgelegt, daß er eine Abschaltung des Umrichters vornimmt, wenn die Dauer der Strombegrenzung durch die Umsteuervorrichtung eine vorgegebene Zeitspanne übersteigt oder dabei ein vorgegebener Wert des zeitlichen Stromintegrals überschritten wird. Damit wird eine thermische Überlastung der Halbleiter des Umrichters bei der Stromregelung verhindert. Wenn noch die Reset-Vorrichtung nach einer solchen Abschaltung des Umrichters die Umrichterabschaltung nur zeitverzögert aufhebt, ist sichergestellt, daß die Schutzgeräte vorher aufgrund einer Unterspannung ausgelöst haben, so daß der Kurzschluß in jedem Fall abgeschaltet ist.According to an advantageous embodiment of the invention the overload protection is also designed so that it has a The inverter switches off if the duration of the  Current limitation by the reversing device predefined time period or a specified value of the temporal current integral is exceeded. This creates a thermal overload the semiconductor of the converter for current control prevented. If still the reset device after a such a shutdown of the converter, the converter shutdown only with a delay, it is ensured that the Protection devices previously tripped due to undervoltage have, so that the short circuit is switched off in any case is.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die individuelle Freischaltzeit der den einzelnen Leistungsschaltern zugeordneten Schutzgeräte mit im Stromverteilungsnetz zunehmender Entfernung der Leistungsschalter vom Umrichter kleiner gewählt. Damit ist sichergestellt, daß der Kurzschluß durch Freischalten der dem Fehlerort nächstliegenden Leistungsschalter abgeschaltet wird.According to a preferred embodiment of the invention the individual activation time of the individual Circuit breakers assigned protection devices with in Power distribution network increasing distance from the Circuit breaker selected by the inverter smaller. So that is ensured that the short circuit by unlocking the circuit breaker closest to the fault location is switched off.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated in the drawing Embodiments described in more detail below. It demonstrate:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Stromversorgungsanlage für ein Schiffsbordnetz, Fig. 1 is a block diagram of a power supply system for a ship-board network,

Fig. 2 einen Ausschnitt des Blockschaltbilds in Fig. 1 mit größerer Detailwiedergabe, Fig. 2 shows a detail of the block diagram in Fig. 1 with greater detail reproduction,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Stromversorgungsanlage für ein Schiffsbordnetz gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 is a block diagram of a power supply system for a ship-board electrical system according to a modified embodiment,

Fig. 4 ein Ausschnitt des Blockschaltbilds in Fig. 3 mit größerer Detailwiedergabe. Fig. 4 shows a detail of the block diagram in Fig. 3 with greater detail.

Die in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellte Stromversorgungsanlage für ein Schiffsbordnetz als Beispiel eines Inselnetzes weist einen Wellengenerator 10 auf, der in bekannter Weise von der Abtriebswelle einer diesel- oder gasgetriebenen Hauptmaschine zum Antrieb der Schiffsschraube angetrieben wird. Der Wellengenerator 10 kann dabei entweder unmittelbar auf der Abtriebswelle sitzen oder - wie in der DE 35 36 448 A1 - über ein Getriebe an die Abtriebswelle angekoppelt sein. Der Wellengenerator 10 speist über einen Umrichter 11 in das als Stromverteilungsnetz 12 ausgeführte Schiffsbordnetz ein. Das Stromverteilungsnetz 12 ist in Hauptversorgungsstränge 13 und in Unterverteilungsstränge 14 und 15 unterteilt. Die Unterverteilungsstränge 14, 15 sind untereinander über Leistungsschalter 16 gekoppelt und über Leistungsschalter 16 an die Hauptversorgungsstränge 13 angeschlossen. Die am Stromverteilungsnetz 12 liegenden Verbraucher sind über Leistungsschalter 16 an die Hauptversorgungsstränge 13 oder die Unterverteilungsstränge 14, 15 angekoppelt. Als Stromverbraucher sind in Fig. 1 beispielhaft drei Asynchronmotoren 17 angedeutet. Jeder Leistungsschalter 16 ist mit einem Schaltgerät 18 ausgestattet, das im allgemeinen als ein nach dem Arbeitsstromprinzip arbeitendes elektromagnetisches Schaltrelais ausgebildet ist, d. h. bei Beschicken mit Erregerstrom den Leistungsschalter 16 öffnet.The power supply system for a ship's electrical system as an example of an island network, shown in the block diagram in FIG. 1, has a shaft generator 10 which is driven in a known manner by the output shaft of a diesel or gas-driven main machine for driving the propeller. The shaft generator 10 can either sit directly on the output shaft or - as in DE 35 36 448 A1 - be coupled to the output shaft via a gear. The wave generator 10 feeds via a converter 11 into the ship's electrical system designed as a power distribution network 12 . The power distribution network 12 is divided into main supply lines 13 and sub-distribution lines 14 and 15 . The sub-distribution lines 14 , 15 are coupled to one another via circuit breakers 16 and connected to the main supply lines 13 via circuit breakers 16 . The consumers located on the power distribution network 12 are coupled to the main supply lines 13 or the sub-distribution lines 14 , 15 via circuit breakers 16 . Three asynchronous motors 17 are indicated by way of example in FIG. 1 as current consumers. Each circuit breaker 16 is equipped with a switching device 18 , which is generally designed as an electromagnetic switching relay operating according to the open-circuit principle, ie opens the circuit breaker 16 when charging with excitation current.

Der Umrichter 11 ist als Zwischenkreisumrichter ausgebildet und umfaßt einen an dem Wellengenerator 10 angeschlossenen Gleichrichter 19, der als Dioden-, Thyristor- oder Pulsgleichrichter ausgeführt sein kann, einen Spannungszwischenkreis 20 und einen Pulswechselrichter 21, der über eine dreiphasige Netzdrossel 22 mit dem Hauptversorgungsstrang 13 des dreiphasigen Stromverteilungsnetzes 12 verbunden ist. Zwischen der Netzdrossel 22 und dem Hauptversorgungsstrang 13 ist noch ein Netzschalter 23 vorgesehen, mit dem das Stromverteilungsnetz 12 vom Wellengenerator 10 getrennt werden kann. Eine Umrichter-Steuereinheit 24 sorgt dafür, daß der Pulswechselrichter 21 auf konstante Frequenz und konstanter Spannung geregelt wird.The converter 11 is designed as an intermediate circuit converter and comprises a rectifier 19 connected to the wave generator 10 , which can be designed as a diode, thyristor or pulse rectifier, a voltage intermediate circuit 20 and a pulse inverter 21 , which is connected to the main supply line 13 via a three-phase line reactor 22 three-phase power distribution network 12 is connected. Between the line reactor 22 and the main supply line 13 there is also a line switch 23 with which the current distribution network 12 can be separated from the wave generator 10 . A converter control unit 24 ensures that the pulse inverter 21 is regulated to a constant frequency and constant voltage.

Ein Umrichter-Überlastschutz 25 sorgt für die Abschaltung des Umrichters 11 bei Überlast. Die Überlasterfassung kann beispielsweise im Umrichter 11 selbst erfolgen, in dem die Basis-Emitter-Spannung der Leistungstransistoren 27 ausgewertet wird oder - wie in Fig. 1 dargestellt ist - durch einen Stromsensor 27, der der Netzdrossel 22 nachgeschaltet ist. Beide Alternativen können gleichzeitig eingesetzt werden, wie dies aus der Detaildarstellung des Überlast-Schutzes 25 in Fig. 2 ersichtlich ist. Dabei ist die im Umrichter 11 integrierte Überlasterkennung in Fig. 2 mit 28 angedeutet, die an den einen Eingang eines OR-Gliedes 29 des Überlastschutzes 25 gelegt ist. Der Ausgang des Stromsensors 27 ist mit dem Eingang eines Schwellwertschalters oder Diskriminators 30 verbunden, der an den zweiten Eingang des OR-Gliedes 29 ein Signal legt, wenn seine Schwelle durch sein Eingangssignal überschritten wird. Der Ausgang des OR-Gliedes 29 ist mit einem Flip-Flop 31 verbunden und setzt bei Anliegen eines Eingangssignals das Flip-Flop 31, wodurch die von der Umrichter-Steuereinheit 24 an die Transistoren 27 des Pulswechselrichters 21 gelangenden Steuer- oder Schaltimpulse unterdrückt werden.A converter overload protection 25 ensures that the converter 11 is switched off in the event of an overload. The overload detection can take place, for example, in the converter 11 itself, in which the base-emitter voltage of the power transistors 27 is evaluated or - as shown in FIG. 1 - by a current sensor 27 which is connected to the line reactor 22 . Both alternatives can be used simultaneously, as can be seen from the detailed illustration of the overload protection 25 in FIG. 2. The overload detection integrated in the converter 11 is indicated in FIG. 2 by 28 , which is connected to the one input of an OR element 29 of the overload protection 25 . The output of the current sensor 27 is connected to the input of a threshold switch or discriminator 30 , which sends a signal to the second input of the OR gate 29 when its threshold is exceeded by its input signal. The output of the OR gate 29 is connected to a flip-flop 31 and sets the flip-flop 31 when an input signal is present, as a result of which the control or switching pulses coming from the converter control unit 24 to the transistors 27 of the pulse-controlled inverter 21 are suppressed.

Die Umrichter-Steuereinheit 24 ist in Fig. 2 detaillierter dargestellt. Eine Leistungserfassung 32, welcher der von dem Stromsensor 27 detektierte Istwert des Umrichterstroms und ein Istwert der am Ausgang der Netzdrossel 22 abgenommenen Spannung zugeführt wird, stellt über eine Frequenzstatik 33 und eine Blindstromstatik 34 eine korrigierte Sollfrequenz f′soll und eine korrigierte Sollspannung u′soll aufgrund einer vorgegebenen Sollfrequenz fsoll für eine Skalarsteuerung 35 der Steuereinheit 24 ein. Die Aufschaltung der korrigierten Sollwerte f′soll und u′soll auf die Skalarsteuerung 35 erfolgt über Torschaltungen 36, 37, die von dem Flip-Flop 31 gesteuert werden. Das Flip-Flop 31 steuert weiterhin die Freigabe der von der Skalarsteuerung 35 erzeugten Steuer- oder Schaltimpulse für den Pulswechselrichter 21 sowie eine Torschaltung 38, über die die Frequenzvorgabe fsoll erfolgt. Die Schaltimpulse der Skalarsteuerung 35 werden der Basis der Leistungstransistoren 27 zugeführt. Abweichend von Fig. 1 sind die Netzdrosseln 22 durch ein Netzfilter 22′ ersetzt.The converter control unit 24 is shown in more detail in FIG. 2. A power-sensing 32, wherein the signal detected by the current sensor 27 the actual value of the inverter and an actual value of the sensed at the output of the line choke 22 voltage is supplied, provides a frequency droop 33 and a reactive current static 34 f, a corrected reference frequency 'to and u a corrected target voltage' is intended to f based on a predetermined set frequency for a scalar control 35 of the control unit 24 a. 'Should and u' f the connection of the corrected target value to the scalar 35 via gates 36, 37, which are controlled by the flip-flop 31st The flip-flop 31 also controls the release of the control or switching pulses generated by the scalar control 35 for the pulse-controlled inverter 21 and a gate circuit 38 via which the frequency specification f should be set . The switching pulses of the scalar control 35 are supplied to the base of the power transistors 27 . Deviating from FIG. 1, line reactors 22 are replaced by a network filter 22 '.

Um das Stromverteilungsnetz 12 zumindest im Fahrbetrieb des Schiffes allein mit dem Wellengenerator 10 speisen zu können, ohne daß die Stromversorgung der am Netz angeschlossenen Verbraucher durch Auftreten von Kurzschlüssen an beliebigen Stellen des Stromverteilungsnetzes 12 für unzumutbar lange Zeiten lahmgelegt wird, ist ein Netzschutzsystem vorgesehen, das aus Stromsensoren 39, einem Schutzrechner 40 und einer Resetvorrichtung 41 besteht. Von den Stromsensoren 39 ist jeweils einer einem Leistungsschalter 16 zugeordnet. Die Stromsensoren 39 und die Schaltgeräte 18 für die Leistungsschalter 16 kommunizieren mit dem Schutzrechner 40, wozu die Stromsensoren 39 an einem zu dem Schutzrechner führenden Datenbus 42 und die Schaltgeräte 18 an einem von dem Schutzrechner 40 abgehenden Stromversorgungs- und Datenbus 43 angeschlossen sind. Allen Leistungsschaltern 16 ist eine Adresse zugeordnet. Stromsensor 39 und Schaltgerät 18, die einem Leistungsschalter 16 zugeordnet sind, führen die gleiche Adresse. Die Stromsensoren 39 erfassen den über den zugeordneten Leistungsschalter 16 fließenden Strom nach Höhe und Richtung und geben diese Werte als mit einer Adresse verbundene Sensorwerte über den Datenbus 42 an den Schutzrechner 40. Letztere wertet die Sensorwerte aus und bestimmt bei Auftreten eines Kurzschlusses im Stromverteilungsnetz 12 aus den Sensorwerten und den zugeordneten Adressen den Kurzschlußort und adressiert sofort einen Freischaltbefehl an das oder die Schaltgeräte 18, dessen oder deren Leistungsschalter 16 vom Kurzschluß betroffen sind. Die angesteuerten Schaltgeräte 18 öffnen den oder die Leistungsschalter 16, so daß entweder der fehlerstromführende Verbraucher oder der fehlerstromführende Unterverteilungsstrang 14 oder 15 abgeschaltet wird. Das Öffnen oder Freischalten des vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalters 16 wird dem Schutzrechner 40 durch eine Freischaltrückmeldung zur Kenntnis gebracht, wobei das entsprechende Signal entweder vom Schaltgerät 18 oder vom Stromsensor 39 generiert und über einen der Busse 42 oder 43 dem Schutzrechner 40 zugeführt wird. Der Schutzrechner 40 generiert durch eine logische UND-Verknüpfung des von ihm an den vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalter 16 adressierten Freischaltbefehls und der Freischaltrückmeldung des vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalters 16 ein Aktivierungssignal, das an den einen Eingang eines OR-Glieds 44 der Resetvorrichtung 41 gelangt. Die ausgangsseitig mit dem Flip-Flop 31 verbundene Resetvorrichtung 41 setzt aufgrund dieses Aktivierungssignals das vom Überlastschutz 25 gesetzt Flip-Flop 31 zurück, so daß die durch den Überlastschutz 25 infolge des Kurzschlusses bewirkte Abschaltung des Umrichters 11 wieder dadurch aufgehoben wird, daß das Flip-Flop 31 die Torschaltungen 36, 37 und 38 wieder durchlässig steuert und damit die Schaltimpulse der Skalarsteuerung 35 wieder an den Pulswechselrichter 21 gelangen. Alternativ kann das Flip-Flop 31 auch durch die Wiederkehr der Restspannung eines am Stromverteilungsnetz 12 angeschlossenen Asynchronmotors 17 zurückgesetzt werden. Hierzu weist die Resetvorrichtung 41 eine Subtrahierstufe 45 und einen dieser nachgeschalteten Diskriminator 46 oder Schwellwertschalter auf, dessen Ausgang an einem zweiten Eingang des OR-Glieds 44 angeschlossen ist. Der Subtrahierstufe 45 wird die am Ausgang der Netzdrossel 22 abgegriffene Spannung und eine Referenzspannung Uref zugeführt. Übersteigt die Spannungsdifferenz den im Diskriminator 46 eingestellten Schwellwert, so gelangt über das OR-Glied 44 ein Rücksetzsignal an das Flip-Flop 31, und die Abschaltung der Umrichter-Steuereinheit 24 wird in gleicher Weise aufgehoben. Schließlich läßt sich das Flip-Flop 31 noch von Hand zurücksetzen, wozu ein von Hand zu bedienender Schalter 47 an einen dritten Eingang des OR-Gliedes 44 angeschlossen ist. Mit kurzem Schließen des Schalters 47 wird der Resetvorrichtung 41 ein Aktivierungssignal zugeführt.In order to be able to supply the power distribution network 12 with the wave generator 10 at least while the ship is in operation, without the power supply of the consumers connected to the network being paralyzed for unreasonably long times by the occurrence of short circuits at any point in the power distribution network 12 , a network protection system is provided which consists of current sensors 39 , a protection computer 40 and a reset device 41 . One of the current sensors 39 is assigned to one circuit breaker 16 . The current sensors 39 and the switching devices 18 for the circuit breakers 16 communicate with the protective computer 40 , for which purpose the current sensors 39 are connected to a data bus 42 leading to the protective computer and the switching devices 18 are connected to a power supply and data bus 43 going out from the protective computer 40 . An address is assigned to all circuit breakers 16 . Current sensor 39 and switching device 18 , which are assigned to a circuit breaker 16 , have the same address. The current sensors 39 detect the current and direction of the current flowing via the assigned circuit breaker 16 and pass these values as sensor values connected to an address to the protective computer 40 via the data bus 42 . The latter evaluates the sensor values and, in the event of a short circuit in the power distribution network 12, determines the short circuit location from the sensor values and the assigned addresses and immediately addresses a release command to the switching device or devices 18 whose circuit breaker 16 is affected by the short circuit. The controlled switching devices 18 open the circuit breaker or switches 16 , so that either the fault-carrying consumer or the fault-carrying sub-distribution circuit 14 or 15 is switched off. The opening or disconnection of the circuit breaker 16 affected by the short-circuit is brought to the attention of the protection computer 40 by an activation feedback, the corresponding signal being generated either by the switching device 18 or by the current sensor 39 and being supplied to the protection computer 40 via one of the buses 42 or 43 . The protective computer 40 generates an activation signal by means of a logical AND operation of the activation command addressed by it to the circuit breaker 16 affected by the short circuit and the activation feedback of the circuit breaker 16 affected by the short circuit, which signal arrives at one input of an OR gate 44 of the reset device 41 . The output side connected to the flip-flop 31 reset device 41 sets a result of this activation signal, the set by the overload protection 25 flip-flop 31 back, so that caused by the overload protection 25 as a result of the short circuit shutdown of the inverter 11 is canceled by the fact that the flip- Flop 31 controls the gate circuits 36 , 37 and 38 again permeably and thus the switching pulses of the scalar control 35 reach the pulse-controlled inverter 21 again. Alternatively, the flip-flop 31 can also be reset by the return of the residual voltage of an asynchronous motor 17 connected to the power distribution network 12 . For this purpose, the reset device 41 has a subtraction stage 45 and a discriminator 46 or threshold switch connected downstream thereof, the output of which is connected to a second input of the OR gate 44 . The subtracting stage 45 is supplied with the voltage tapped at the output of the line reactor 22 and a reference voltage U ref . If the voltage difference exceeds the threshold value set in discriminator 46 , a reset signal reaches flip-flop 31 via OR gate 44 , and the converter control unit 24 is deactivated in the same way. Finally, the flip-flop 31 can still be reset by hand, for which purpose a switch 47 which is to be operated manually is connected to a third input of the OR element 44 . When the switch 47 is closed briefly, the reset device 41 receives an activation signal.

In Fig. 3 ist eine Stromversorgungsanlage dargestellt, die gegenüber der vorstehend beschriebenen etwas modifiziert ist. Soweit Bauteile der Stromversorgungsanlage in Fig. 3 mit solchen der Stromversorgungsanlage gemäß Fig. 1 übereinstimmen, sind diese mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Stromversorgungsanlage gemäß Blockschaltbild nach Fig. 3 ist dahingehend modifiziert, daß das Netzschutzsystem mit Stromsensoren und Schutzrechner entfallen ist. An dessen Stelle tritt ein Kurzschlußerfassungssystem, bestehend aus einem Stromsensor, der den über den Umrichter 11 fließenden Strom extrem schnell detektiert, und aus einer Umsteuervorrichtung 50, die bei Überschreiten eines Vorgabewerts des über den Umrichter 11 fließenden Stroms den Umrichter 11 von konstanter Spannungsregelung auf konstante Stromregelung aufeinen über dem Vorgabewert liegenden Stromgrenzwert umstellt. Als Stromsensor wird der bereits in Fig. 1 beschriebene Stromsensor 27 am Ausgang der Netzdrossel 22 bzw. des Netzfilters 22′ verwendet. Die in Fig. 4 detailliert dargestellte Umsteuervorrichtung 50 weist einen Strombegrenzer 51, ein Subtrahierglied 52 und einen Frequenzregler 53 auf. An die beiden Eingänge des Subtrahierglieds 52 ist einerseits der Ausgang des Strombegrenzers 51 angeschlossen und andererseits die vorgegebene Sollfrequenz fsoll über die Torschaltung 38 angelegt. Der Ausgang des Subtrahierglieds 52 ist mit dem Eingang des Frequenzreglers 53 verbunden, und der Ausgang des Frequenzreglers 53 ist mit der Frequenzstatik 33 und der Blindstromstatik 34 verbunden. Der Strombegrenzer 51 ist so ausgebildet, daß er bei Überschreiten des Vorgabewerts des über den Umrichter 11 fließenden Stroms iist, der beispielsweise auf das 1,2fache des Nennstroms festgelegt ist, ein Ausgangssignal erzeugt, das über das Subtrahierglied 52 die an den Eingang des Frequenzreglers 53 gelegte Sollfrequenz fsoll mit zunehmender Überschreitungsdifferenz kontinuierlich absenkt. Der Frequenzregler 53 ist so ausgebildet, daß diese Frequenzabsenkung schnell wirksam wird, dem Wiederansteigen seiner Eingangsfrequenz auf den Sollwert fsoll aber nur allmählich seine Ausgangsfrequenz fbegr. folgt. Dadurch wird sichergestellt, daß bei Wegfall des Kurzschlusses und Wiederumstellen des Umrichters 11 von konstanter Stromregelung auf konstante Spannungs- und Frequenzregelung die Frequenz nur langsam ansteigt und so die durch das Hochlaufen der Asynchronmotoren 17 auftretende Belastung des Wellengenerators 10 verringert wird.In Fig. 3, a power supply system is shown, which is slightly modified compared to that described above. To the extent that components of the power supply system in FIG. 3 match those of the power supply system in accordance with FIG. 1, they are identified by the same reference numerals. The power supply system according to the block diagram according to FIG. 3 is modified in such a way that the network protection system with current sensors and protective computers has been omitted. In its place there is a short-circuit detection system, consisting of a current sensor, which detects the current flowing through the converter 11 extremely quickly, and a reversing device 50 , which, when a specified value of the current flowing via the converter 11 is exceeded, converts the converter 11 from constant voltage regulation to constant Current control switches to a current limit value above the specified value. As the current sensor, the current sensor 27 already described in FIG. 1 is used at the output of the line reactor 22 or the line filter 22 '. The reversing device 50 shown in detail in FIG. 4 has a current limiter 51 , a subtractor 52 and a frequency controller 53 . On the one hand, the output of the current limiter 51 is connected to the two inputs of the subtractor 52 and, on the other hand, the predetermined target frequency f Soll is applied via the gate circuit 38 . The output of the subtractor 52 is connected to the input of the frequency regulator 53 , and the output of the frequency regulator 53 is connected to the frequency statics 33 and the reactive current statics 34 . The current limiter 51 is designed so that when the specified value of the current i flowing through the converter 11 is exceeded, which is fixed, for example, at 1.2 times the nominal current, it generates an output signal which is sent via the subtractor 52 to the input of the frequency regulator 53 set target frequency f should continuously decrease with increasing difference. The frequency controller 53 is formed so that this frequency reduction is fast-acting, the re-rise of its input frequency to the target value but should f gradually its output frequency f lim. Follows. This ensures that when the short circuit is eliminated and the converter 11 is switched again from constant current control to constant voltage and frequency control, the frequency rises only slowly and the load on the shaft generator 10 which occurs as a result of the asynchronous motors 17 starting up is thus reduced.

Jeder der Leistungsschalter 16 ist mit einem Schutzgerät 54 für Überstromzeitschutz ausgerüstet, das den Leistungsschalter 16 im Fehlerstromfall zeitverzögert freischaltet, d. h. öffnet. Die individuelle Freischaltzeit der einzelnen Schutzgeräte 54, d. h. die Zeit mit Beginn der Fehlerstromführung des Leistungsschalters 16 bis zu dessen Öffnen durch das Schutzgerät 54, ist dabei unterschiedlich bemessen, und zwar so, daß diese Freischaltzeit mit im Stromverteilungsnetz 12 zunehmender Entfernung des zugeordneten Leistungsschalters 16 vom Umrichter 11 kleiner ist. Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß der Kurzschluß möglichst dicht am Kurzschlußort abgeschaltet wird. Bei einem Kurzschluß eines Verbrauchers zum Beispiel schaltet als erstes der verbrauchernahe Leistungsschalter 16 ab, da er am weitesten vom Umrichter 11 entfernt liegt und dadurch die kleinste Verzögerungszeit besitzt. Danach erst öffnet der einen Unterverteilungsstrang 14 oder 15 mit dem Hauptversorgungsstrang 13 verbindender Leistungsschalter 16, da dessen Schutzgerät 54 eine längere Freischaltzeit hat.Each of the circuit breakers 16 is equipped with a protective device 54 for time overcurrent protection, which releases the circuit breaker 16 with a time delay in the event of a fault current, ie opens it. The individual activation time of the individual protection devices 54 , i.e. the time from the start of the fault current flow of the circuit breaker 16 to its opening by the protection device 54 , is dimensioned differently, in such a way that this activation time increases with the distance of the assigned circuit breaker 16 from the current distribution network 12 Converter 11 is smaller. These measures ensure that the short circuit is switched off as close as possible to the short circuit location. In the event of a short-circuit of a consumer, for example, the circuit breaker 16 close to the consumer switches off first since it is furthest away from the converter 11 and therefore has the shortest delay time. Only then does the circuit breaker 16 , which connects a sub-distribution branch 14 or 15 to the main supply branch 13 , open since its protective device 54 has a longer disconnection time.

Tritt nunmehr im Stromverteilungsnetz 12 ein Kurzschluß auf, so steigt der vom Stromsensor 27 am Netzdrosselausgang erfaßte Umrichterstrom an. Wird der Vorgabewert, z. B. das 1,2fache des Nennstroms, überschritten, so stellt die Umsteuervorrichtung 50 die Umrichter-Steuereinheit 24 von konstanter Spannungsregelung auf konstante Stromregelung um. Durch diese Umstellung erfolgt ein regelnder Eingriff des Umrichters 11 mit Strombegrenzung, so daß ein erhöhter Stromfluß für längere Zeit aufrechterhalten wird, die ausreicht, damit die Schutzgeräte 54 für Überstromzeitschutz an den Leistungsschaltern 16 auslösen, den überstromführenden Leistungsschalter 16 öffnen und damit den Kurzschluß abschalten können. Der Stromgrenzwert ist dabei beispielsweise auf das 1,5fache des Nennstroms festgelegt. Ist der Kurzschluß beseitigt, stellt sich die Umrichter-Steuereinheit 24 durch Wegfall des korrigierenden Eingriffs der Umsteuervorrichtung 50 sich wieder selbsttätig auf konstante Spannungsregelung um. Steigt im Kurzschlußfall der Umrichterstrom sehr steil an, so daß der Überlastschutz 25 anspricht, noch bevor die Stromregelung durch die Umsteuervorrichtung 50 greift, schaltet der Überlastschutz 25, wie bereits zu Fig. 1 und 2 beschrieben, den Umrichter 11 ab. In diesem Fall sorgt die Resetvorrichtung 41 wieder für die Aufhebung der Umrichterabschaltung, sobald der Kurzschluß beseitigt ist.If a short circuit now occurs in the power distribution network 12 , the converter current detected by the current sensor 27 at the line reactor output rises. If the default value, e.g. B. 1.2 times of the rated current is exceeded, then, the reversing device 50, the inverter control unit 24 of constant voltage control to a constant current control to. By this changeover is carried out, a regulating intervention of the inverter 11 with current limitation, so that an increased current flow for any length of time is maintained sufficient for the protective devices 54 trigger for overcurrent protection of the power switches 16, open the on current-carrying power switch 16 and turn off the short-circuit can . The current limit is, for example, set to 1.5 times the nominal current. If the short circuit is eliminated, the converter control unit 24 automatically switches back to constant voltage regulation by eliminating the corrective intervention of the reversing device 50 . If the converter current rises very steeply in the event of a short circuit, so that the overload protection 25 responds before the current control through the reversing device 50 intervenes, the overload protection 25 switches off the converter 11 , as already described with reference to FIGS. 1 and 2. In this case, the reset device 41 again provides for the cancellation of the converter shutdown as soon as the short circuit has been eliminated.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist noch zusätzlich der Überlastschutz 25 dahingehend erweitert, daß er zusätzlich eine Abschaltung des Umrichters 11 vornimmt, wenn nach Umstellung des Umrichters 11 auf konstante Stromregelung der Stromgrenzwert für eine vorgegebene Zeitdauer überschritten wird. Hierzu ist der Ausgang des Strombegrenzers 51 an einen Schwellwertschalter 55 angeschlossen, der mit Überschreiten der vorgegebenen Schwelle (z. B. des 1,5fachen des Nennstroms) ein Zeitglied 56 startet. Das Zeitglied 56 legt nach Ablauf einer Vorgabezeit ein Signal an das OR-Glied 29, das das Flip-Flop 31 setzt und damit den Umrichter 11 abschaltet. Anstelle des Zeitglieds 56 kann auch ein Integrierer verwendet werden, der das zeitliche Stromintegral der Stromgrenzwertüberschreitung ermittelt und bei Erreichen eines festgesetzten Werts des Stromintegrals über das OR-Glied 29 das Flip-Flop 31 setzt. Diese zusätzliche Abschaltfunktion des Überlastschutzes 25 verhindert eine thermische Überlastung der Halbleiter im Umrichter 11.As shown in Fig. 4, the overload protection 25 is additionally expanded to the extent that it additionally switches off the converter 11 if, after the converter 11 has been converted to constant current control, the current limit value is exceeded for a predetermined period of time. For this purpose, the output of the current limiter 51 is connected to a threshold switch 55 , which starts a timing element 56 when the predetermined threshold (for example 1.5 times the nominal current) is exceeded. After a specified time has elapsed, the timing element 56 sends a signal to the OR element 29 , which sets the flip-flop 31 and thus switches off the converter 11 . Instead of the timing element 56 , an integrator can also be used, which determines the temporal current integral of the current limit value being exceeded and sets the flip-flop 31 via the OR element 29 when a fixed value of the current integral is reached. This additional shutdown function of the overload protection 25 prevents thermal overloading of the semiconductors in the converter 11 .

Im Falle einer solchen Abschaltung des Umrichters 11 ist es vorteilhaft, mittels der Resetvorrichtung 41 die Umrichterabschaltung nach einer bestimmten Zeitverzögerung wieder aufzuheben. Hierzu weist die Resetvorrichtung 41 ein mit dem Schwellwertdetektor 55 und einem Eingang des OR-Glieds verbundenes Zeitglied 57 auf, das mit einem Ausgangssignal des Schwellwertschalters 55 gestartet wird und nach Ablauf der eingestellten Zeit ein Signal abgibt, das über das OR-Glied 44 das Flip-Flop 31 zurücksetzt. Die Zeitverzögerung ist so gewählt, daß die Leistungsschalter 16 aufgrund ihrer vorhandenen Unterspannungsauslösung alle zuverlässig geöffnet haben. Eine solche Unterspannungsauslösung der Leistungsschalter 16 wird in Schiffbordnetzen grundsätzlich vorgesehen, um sicherzustellen, daß nach einer Netzabschaltung alle Verbraucher vom Netz getrennt werden und kein Verbraucher bei Spannungswiederkehr bereits am Netz liegt, sondern einzeln auf das Netz aufgeschaltet werden muß. Bei diesem verzögerten "Neustart" des Umrichters 11 ist sichergestellt, daß durch Öffnen aller Leistungsschalter 16 der Kurzschluß in jedem Fall abgeschaltet worden ist. Werden nunmehr die einzelnen Leistungsschalter 16 nacheinander wieder zugeschaltet, so kann durch Auftreten eines erneuten Kurzschlusses der fehlerstromführende Leistungsschalter 16 erkannt und damit der Kurzschluß beseitigt werden.In the event of such a shutdown of the converter 11 , it is advantageous to use the reset device 41 to cancel the converter shutdown again after a certain time delay. For this purpose, the reset device 41 has a timer 57 connected to the threshold detector 55 and an input of the OR gate, which is started with an output signal from the threshold switch 55 and, after the set time has elapsed, emits a signal which causes the flip via the OR gate 44 -Flop 31 resets. The time delay is selected so that the circuit breakers 16 have all reliably opened due to their undervoltage release. Such undervoltage release of the circuit breaker 16 is basically provided in on-board electrical systems to ensure that after a mains shutdown all consumers are disconnected from the mains and that no consumer is already connected to the mains when the voltage returns, but must be individually connected to the mains. This delayed "restart" of the converter 11 ensures that the short circuit has been switched off in any case by opening all the circuit breakers 16 . If the individual circuit breakers 16 are now switched on again one after the other, the fault current carrying circuit breaker 16 can be recognized by the occurrence of a new short circuit and the short circuit can thus be eliminated.

Selbstverständlich ist es auch hier möglich, das Flip-Flop 31 zur Aufhebung der Umrichter-Abschaltung, wie bereits zu Fig. 1 und 2 beschrieben, rückzusetzen, und zwar entweder durch die Wiederkehr der Spannung am Ausgang der Netzdrossel 22 oder von Hand durch Schließen des Handschalters 47.Of course, it is also possible here to reset the flip-flop 31 to cancel the converter shutdown, as already described for FIGS . 1 and 2, either by the return of the voltage at the output of the line reactor 22 or manually by closing the Hand switch 47 .

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise die Leistungsschalter 16 in Fig. 1 zusätzlich mit einem Schutzgerät 54 für den Überstromzeitschutz ausgerüstet werden, so daß der fehlerstromführende Leistungsschalter 16 auch dann auslöst, wenn er aufgrund eines Fehlers vom Schutzrechner 40 keinen Freischaltbefehl erhält. Zweckmäßigerweise werden dann die Schutzgeräte 54 in die Schaltgeräte 18 integriert, so daß in beiden Geräten erforderliche Bauelemente, wie Schaltrelais und Stromsensor, nur einmal vorhanden zu sein brauchen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described. For example, the circuit breakers 16 in FIG. 1 can additionally be equipped with a protective device 54 for overcurrent protection, so that the fault-current-carrying circuit breaker 16 also trips if it does not receive an activation command from the protection computer 40 due to a fault. The protective devices 54 are then expediently integrated into the switching devices 18 , so that components, such as switching relays and current sensors, need only be present once in both devices.

Die Stromversorgungsanlage gemäß Fig. 4 kann auch zusätzliche mit einem Netzschutzsystem ausgerüstet werden, wie es zu Fig. 1 beschrieben worden ist. Damit kann, im Falle daß die Stromregelung des Umrichters 11 nicht schnell genug einzugreifen vermag und der Umrichter 11 durch den Überlastschutz 25 abgeschaltet wird, der Kurzschlußort bestimmt und damit der Kurzschluß durch Freischaltbefehl an den fehlerstromführenden Leistungsschalter 16 beseitigt werden. The power supply system according to FIG. 4 can also be additionally equipped with a network protection system, as has been described for FIG. 1. Thus, in the event that the current control of the converter 11 is unable to intervene quickly enough and the converter 11 is switched off by the overload protection 25 , the short-circuit location can be determined and the short-circuit can thus be eliminated by an unlock command to the fault-current circuit breaker 16 .

Der Pulswechselrichter des Umrichters kann auch aus Thyristoren anstelle der Leistungstransistoren aufgebaut sein.The inverter's pulse inverter can also be switched off Thyristors built in place of the power transistors be.

Claims (10)

1. Stromversorgungsanlage für Inselnetze, insbesondere für Schiffsbordnetze, mit einem Wellengenerator (10) veränderlicher Drehzahl, mit einem dreiphasigen Stromverteilungsnetz (12), das in über Leistungsschalter (16) verbundene Hauptversorgungsstränge (13) und Unterverteilungsstränge (14, 15) für mittels Leistungsschalter (16) auf schaltbare Stromverbraucher (17) unterteilt ist, und mit einem zwischen Wellengenerator (10) und Stromverteilungsnetz (12) angeordneten Umrichter (11), der über Netzdrosseln (22) das Stromverteilungsnetz (12) mit konstant geregelter Spannung und Frequenz speist, und mit einem Umrichter-Überlastschutz (25), der bei Überlast eine Abschaltung des Umrichters (11) vornimmt, gekennzeichnet durch jedem Leistungsschalter (16) zu dessen Betätigung zugeordnete fernsteuerbare Schaltgeräte (18), durch ein Netzschutzsystem, bestehend aus Stromsensoren (39), die jeweils einem Leistungsschalter (16) zugeordnet sind und den über den zugeordneten Leistungsschalter (16) fließenden Strom nach Höhe und Richtung als mit einer Adresse verbundene Sensorwerte ausgeben, aus einem mit den Stromsensoren (39) und den Schaltgeräten (18) kommunizierenden Schutzrechner (40), der bei Auftreten eines Kurzschlusses im Stromverteilungsnetz (12) aus den Sensorwerten und Adressen den Kurzschlußort bestimmt und einen Freischaltbefehl an das oder die Schaltgeräte (18) des oder der vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalter (16) legt, sowie aus einer Resetvorrichtung (41), die eine ggf. von dem Überlastschutz (25) ausgelöste Umrichterabschaltung nach Freischalten des oder der vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalter (16) wieder aufhebt.1. Power supply system for island networks, in particular for ship electrical systems, with a shaft generator ( 10 ) variable speed, with a three-phase power distribution network ( 12 ), which is connected via circuit breakers ( 16 ) to main supply lines ( 13 ) and sub-distribution lines ( 14 , 15 ) for by means of circuit breakers ( 16 ) is divided into switchable current consumers ( 17 ), and with a converter ( 11 ) arranged between the wave generator ( 10 ) and the current distribution network ( 12 ), which feeds the current distribution network ( 12 ) with constantly regulated voltage and frequency via line chokes ( 22 ), and with an inverter overload protection ( 25 ) which switches off the inverter ( 11 ) in the event of an overload, characterized by remote-controlled switching devices ( 18 ) assigned to each circuit breaker ( 16 ) for its actuation, by a network protection system consisting of current sensors ( 39 ) which to a power switch (16) are assigned and via the associated power switch (16) output current flowing to the amount and direction associated with an address sensor values from a communicating with the current sensors (39) and the switching devices (18), protection of hosts (40) which, when a short circuit occurs in the power distribution network (12 ) determines the short-circuit location from the sensor values and addresses and sends an activation command to the switching device (s) ( 18 ) of the circuit breaker ( 16 ) affected by the short-circuit, as well as from a reset device ( 41 ), which may be protected by the overload protection ( 25 ) Triggered converter shutdown after the circuit breaker (s) affected by the short circuit ( 16 ) is released. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aktivierungssignal für die Resetvorrichtung (41) durch logisch UND-Verknüpfung eines vom Schutzrechner (40) an das Schaltgerät (18) des vom Kurzschluß betroffenen Leistungsschalters (16) adressierten Freischaltbefehls und einer vom angesprochenen Schaltgerät (18) zurückgemeldeten oder vom zugeordneten Stromsensor (27) abgeleiteten Freischaltrückmeldung generiert wird.2. Installation according to claim 1, characterized in that an activation signal for the reset device ( 41 ) by logical AND operation of a protection computer ( 40 ) to the switching device ( 18 ) of the circuit breaker ( 16 ) affected by the short circuit and one of the activation command addressed Switching device ( 18 ) reported or generated by the assigned current sensor ( 27 ) is generated. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Leistungsschalter (16) ein Schutzgerät für Überstromzeitschutz zugeordnet ist, das den Leistungsschalter (16) bei Überstrom zeitverzögert freischaltet, und vorzugsweise daß das Schutzgerät in das fernsteuerbare Schaltgerät (18) integriert ist.3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that each circuit breaker ( 16 ) is assigned a protective device for overcurrent protection, which enables the circuit breaker ( 16 ) with a time delay in the event of overcurrent, and preferably that the protective device is integrated in the remote-controllable switching device ( 18 ) . 4. Stromversorgungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch ein Kurzschlußerfassungssystem, bestehend aus einem Stromsensor (27), der den über den Umrichter (11) fließenden Strom extrem schnell detektiert, und aus einer Umsteuervorrichtung (50), die bei Überschreiten eines Vorgabewerts des vom Stromsensor (27) detektierten Umrichterstroms den Umrichter (11) von konstanter Spannungsregelung auf konstante Stromregelung auf einen über dem Vorgabewert liegenden Stromgrenzwert umstellt, durch jeweils den einzelnen Leistungsschaltern (16) zugeordnete Schutzgeräte (54) für Überstromzeitschutz, die den jeweils zugeordneten Leistungsschalter (16) im Fehlerstromfall zeitverzögert freischalten, und durch eine Resetvorrichtung (41), die eine ggf. von dem Umrichter-Überlastschutz (25) ausgelöste Umrichterabschaltung nach Freischalten des oder der Leistungsschalter (16) wieder aufhebt.4. Power supply system according to the preamble of claim 1, characterized by a short-circuit detection system, consisting of a current sensor ( 27 ), which detects the current flowing through the converter ( 11 ) extremely quickly, and from a reversing device ( 50 ), when a specified value is exceeded of the converter current detected by the current sensor ( 27 ) converts the converter ( 11 ) from constant voltage control to constant current control to a current limit value above the specified value by means of protective devices ( 54 ) for overcurrent time protection assigned to the individual circuit breakers ( 16 ), which 16 ) release with a time delay in the event of a fault current, and by means of a reset device ( 41 ) which cancels an inverter shutdown that may have been triggered by the inverter overload protection ( 25 ) after the circuit breaker (s) ( 16 ) has been disconnected. 5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuervorrichtung (50) einen Strombegrenzer (51) und einen Frequenzregler (53) aufweist, daß der Strombegrenzer (51) so ausgebildet ist, daß er bei Überschreiten des Vorgabewerts die dem Frequenzregler (53) vorgegebene Sollfrequenz (fsoll) mit zunehmender Überschreitungsdifferenz kontinuierlich absenkt, und daß der Frequenzregler (53) so ausgebildet ist, daß er nach Freischalten des oder der fehlerstromführenden Leistungsschalter (16) seine Ausgangsfrequenz (fbegr.) nur allmählich auf die eingangsseitig anliegende Sollfrequenz (fsoll ) kontinuierlich anhebt.5. Plant according to claim 4, characterized in that the reversing device ( 50 ) has a current limiter ( 51 ) and a frequency controller ( 53 ), that the current limiter ( 51 ) is designed such that it exceeds the frequency controller ( 53 f () predetermined desired frequency) to continuously lowers with increasing overrun difference, and in that the frequency controller (53) is formed such that after activating the or the fault current leading circuit breaker (16), its output frequency (f lim.) gradually on the input side target frequency (f should ) continuously increases. 6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter-Überlastschutz (25) zusätzlich so ausgelegt ist, daß er eine Abschaltung des Umrichters (11) vornimmt, wenn der Stromgrenzwert für eine vorgegebene Zeitdauer überschritten wird oder das zeitliche Stromintegral der Stromgrenzwertüberschreitung einen festgelegten Wert erreicht. 6. System according to claim 4 or 5, characterized in that the converter overload protection ( 25 ) is additionally designed such that it switches off the converter ( 11 ) when the current limit value is exceeded for a predetermined period of time or the temporal current integral of the Current limit exceeded a specified value. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Resetvorrichtung (41) zusätzlich in der Weise ausgebildet ist, daß sie eine durch den Überlastschutz (25) bei Zeit- oder Stromintegralüberschreitung vorgenommene Abschaltung des Umrichters (11) nach einer Vorgabezeit wieder aufhebt, und daß die Vorgabezeit so bemessen ist, daß die eine zusätzliche Unterspannungsauslösung aufweisenden Leistungsschalter (16) zuverlässig geöffnet haben.7. Installation according to claim 6, characterized in that the reset device ( 41 ) is additionally designed in such a way that it cancels a shutdown of the converter ( 11 ) after a predetermined time by the overload protection ( 25 ) when the time or current integral is exceeded, and that the specified time is dimensioned such that the circuit breakers ( 16 ) which have an additional undervoltage release have reliably opened. 8. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die individuelle Freischaltzeit der einzelnen Schutzgeräte (54) unterschiedlich und mit im Stromverteilungsnetz (12) zunehmender Entfernung der zugeordneten Leistungsschalter (16) vom Umrichter (11) kleiner bemessen ist.8. Installation according to one of claims 3 to 7, characterized in that the individual activation time of the individual protective devices ( 54 ) is different and dimensioned with increasing in the power distribution network ( 12 ) increasing distance of the associated circuit breaker ( 16 ) from the converter ( 11 ). 9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aktivierungssignal für die Resetvorrichtung (41) aus der Wiederkehr der Spannung im Stromverteilungsnetz (12) abgeleitet ist.9. Installation according to one of claims 1 to 8, characterized in that an activation signal for the reset device ( 41 ) is derived from the return of the voltage in the power distribution network ( 12 ). 10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter (11) als Zwischenkreisumrichter mit einem am Wellengenerator (10) angeschlossenen Dioden-, Thyristoren- oder Pulsgleichrichter (19), einem Spannungszwischenkreis (20) und einem an dem Stromverteilungsnetz (12) liegenden Pulswechselrichter (21) ausgebildet ist.10. Plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that the converter ( 11 ) as an intermediate circuit converter with a connected to the wave generator ( 10 ) diode, thyristor or pulse rectifier ( 19 ), a voltage intermediate circuit ( 20 ) and one at the Power distribution network ( 12 ) lying pulse inverter ( 21 ) is formed.
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