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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet unterbrechungsfreier Leistungsversorgungen (UPS; UPS = Uninterruptible Power Supply) zur Verwendung beim Liefern einer kontinuierlichen Leistung an elektrische Vorrichtungen bei einem Ausfall eines primären Leistungssystems. Insbesondere ist die UPS zur Verwendung bei Systemen angepaßt, die zusätzlich zu der UPS zwei primäre Leistungsquellen aufweisen.
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Die UPS-Vorrichtungen sind hilfreich beim Verhindern eines unerwünschten Ausfalls elektrischer Vorrichtungen aufgrund eines Ausfalls einer eingehenden Leistungsquelle. Ein Leistungsversorgungsbetrieb für eine Stadt oder einen -Bezirk z. B. kann eine große industrielle Einrichtung zum Umwandeln von Energie aus fossilen Brennstoffen in elektrische Leistung aufweisen. Die resultierende Elektrizität bewegt sich auf Leistungsübertragungsleitungen, bis die Elektrizität an einem endgültigen Verwendungsort ankommt. Häufig wird die Übertragung von Leistung zu dem endgültigen Verwendungsort z. B. durch einen Gesamtausfall oder Wetterbedingungen, die die Leistungsübertragungsleitungen beschädigen, unterbrochen.
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Eine Unterbrechung elektrischer Leistungsquellen kann in Situationen, in denen eine kontinuierliche Leistungsquelle für den Betrieb wesentlicher elektronischer Vorrichtungen erforderlich ist, oder in denen die Unterbrechung wahrscheinlich einen Schaden anrichtet, nicht toleriert werden. Eine Unterbrechung der Leistung an einem Telekommunikationsserver zur Verwendung bei medizinischen Notfallsituationen z. B. kann zu dem Verlust menschlichen Lebens führen. Viele Unternehmen sind nicht in der Lage zu arbeiten, wenn ihre Computersysteme nicht in einem betriebsfähigen Zustand sind. Wesentliche Daten können aufgrund eines plötzlichen Leistungsverlustes unwiderruflich verlorengehen.
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Eine Vielzahl von UPS-Vorrichtungen ist bekannt. Einfache UPS-Vorrichtungen wirken üblicherweise auf einen erfaßten Leistungsverlust von einer einzelnen Leistungsversorgung hin und sind in der Lage, Leistung von einer Batterie oder einer Kondensatorspeichervorrichtung für eine sehr eingeschränkte Zeit zu liefern, während ein Herunterfahren des Systems ausgeführt wird. Das
U.S.-Patent Nr. 5,701,244 z. B. beschreibt eine UPS, die zur zweckgebundenen Verwendung bei einem Personalcomputer in eine Wechselstrom-(AC-) Steckdose gesteckt werden kann. Das
U.S.-Patent Nr. 6,178,515 beschreibt eine Mehrprozessorvorrichtung, die automatisch ein normales Herunterfahren eines Allzweckbetriebssystems durchführt, wenn ein Zuführungsstrom von einer Hauptleistungsversorgung unterbrochen wird. UPS-Vorrichtungen können bei einer Vielzahl kommerzieller Quellen, wie z. B. der American Power Conversion in West Kingston, Rhode Island, gekauft werden.
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Die Verwendung einer zweckgebundenen UPS bei einer einzelnen Leistungszeitung vermeidet nicht zwangsläufig ein Herunterfahren des Systems. UPS-Vorrichtungen sollen nur für einen eingeschränkten oder Übergangszeitraum funktionieren, während dessen die UPS ihre gespeicherte Leistung entlädt. Eine UPS z. B., die an einem Personalcomputer angebracht ist, kann eine Leistungsausfallbedingung diagnostizieren, schnell schalten, um eine Batteriesicherungsleistung zu liefern und den Personalcomputer benachrichtigen, daß es notwendig ist, eine ordnungsgemäße Herunterfahrprozedur zu beginnen, um den Verlust wesentlicher Daten zu vermeiden.
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Folglich können wesentliche elektronische Systeme mit einer Mehrzahl von Leistungsversorgungsleitungen versehen sein. Ein stadtweites Stromversorgungsnetz z. B. kann als eine primäre Leistungsquelle wirken, wobei ein Hilfsgeneratorsystem als eine sekundäre Leistungsquelle wirken kann. Wenn es zumindest zwei Hauptleistungsquellen gibt, kann eine zweckgebundene UPS bei jeder Quelle eingesetzt werden, wie in dem
U.S.-Patent Nr. 6,191,500 beschrieben ist. Diese Dualeinsetzung ist doppelt und so teuer. Ein Ausfall von einer der Leistungsversorgungen oder der UPS kann ein Herunterfahren einer angeschlossenen elektrischen Vorrichtung induzieren, wenn eine der UPS-Vorrichtungen eine Leistungsausfallbedingung diagnostiziert, selbst wenn die andere Leistungsversorgung oder UPS intakt und betriebsfähig ist.
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Bei weiteren alternativen UPS-Verwendungen für Doppelleistungsquellensituationen kann eine einzelne UPS mit mehr als einer der eingehenden Leistungsleitungen gekoppelt sein. Die UPS kann betriebsmäßig zum Schalten zwischen den Leistungsquellen basierend auf einem Erfassen einer Leistungsunterbrechung konfiguriert sein. Das
U.S.-Patent Nr. 5,920,129 offenbart z. B. eine UPS, die einen Festkörperübertragungsschalter aufweist, der verwendet wird, um eine konstante Quelle einer Gleich-(DC) Leistung zu liefern, indem auf ein Erfassen einer Spannungsumkehrung, die durch eine Unterbrechung der primären Quelle bewirkt wird, zwischen einer primären und einer sekundären Quelle geschaltet wird. Das
U.S.-Patent Nr. 6,184,593 beschreibt eine UPS, die verwendet wird, um zwischen einer Hauptleistungsversorgung und einem Hilfsgeneratorsystem zu schalten, wenn die Hauptleistungsversorgung ausfällt. Das
U.S.-Patent Nr. 6,175,510 offenbart eine Direktumwandlungs-UPS, die verwendet werden kann, um Leistung zuzuführen, während eine zweite Versorgung eingeschaltet wird. Diese UPS enthält zumindest vier bidirektionale Schalter, die durch eine Steuerung basierend auf erfaßten Veränderungen der Leistungsbedingungen geregelt werden.
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Ein Hauptproblem dessen, daß eine einzelne UPS mit zwei Leistungsquellen verbunden ist, besteht darin, daß die UPS ein einzelner Ort eines Ausfalls ist. So kann ein Ausfall der UPS die Leistungsunterbrechung bewirken, die eigentlich vermieden werden soll.
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Aus der
US 6150736 A ist ein System bekannt, bei dem zwei unabhängige Leistungsversorgungsquellen vorgesehen sind, die gleichzeitig mit einer elektrischen Vorrichtung verbunden sind oder zwischen denen umgeschaltet werden kann. Zwischen eine der Leistungsversorgungsquellen und die elektrische Vorrichtung ist eine UPS geschaltet, während die andere der Leistungsversorgungsquellen durch eine UPS gebildet ist.
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In der
US 4638175 ist beschrieben, dass in einem Leistungsverteilungssystem ein Ausfall einer Leistungsquelle erfasst und kommuniziert wird.
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Es bleibt ein Problem, eine einzelne UPS zu implementieren, um ein Doppelleistungsversorgungssystem auf eine Weise zu verwalten, die verhindert, daß die UPS der einzige Ausfallgrund wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Verwendung beim Zuführen von Leistung zu einer elektrischen Vorrichtung mit verbesserten Charakteristika und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Systems in einer Mehrzahl von Betriebszuständen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 5 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung überwindet die oben herausgestellten Probleme durch ein Bereitstellen einer UPS und einer zugeordneten Methodik zum Verwalten eines Doppelleistungsversorgungssystems auf eine Weise, die verhindert, daß die UPS der einzige Ausfallort wird. Diese Verbesserungen beseitigen die Kosten des Bereitstellens von zwei UPS-Vorrichtungen bei Doppelleistungssystemen, die entworfen sind, um einzelne Ausfallorte zu vermeiden.
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Ein System, das hierin beschrieben ist, liefert eine Leistung an eine elektrische Vorrichtung, die mit Leistungskopplungen zum Herstellen eines Kontaktes mit einer ersten Leistungsquelle und einer zweiten Leistungsquelle in einem normalen Betriebszustand ausgestattet ist. Das System weist eine UPS, die in Reihe zwischen der zweiten Leistungsquelle und die elektrische Vorrichtung geschaltet ist, auf, wobei sich die UPS jedoch nicht in einer Leitung zwischen der ersten Leistungsversorgung und der elektrischen Vorrichtung befindet. In diesem Zusammenhang wird die UPS nicht betrachtet, um in Reihe geschaltet zu sein, selbst dann nicht, wenn die erste Leistungsquelle mit der UPS gekoppelt ist, solange die UPS nicht konfiguriert ist, um Leistungssicherungsoperationen bei der ersten Leistungsquelle durchzuführen. Ein Schalter, der in der elektrischen Vorrichtung angeordnet ist, ermöglicht es, daß die elektrische Vorrichtung Leistung von entweder der ersten Leistungsquelle, der zweiten Leistungsquelle oder Kombinationen derselben, wie z. B. einem gleichzeitigen Leistungsverbrauch von der ersten und der zweiten Leistungsquelle, verbraucht.
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Eine erste Erfassungsschaltung wird verwendet, um eine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle zu identifizieren. Eine zweite Erfassungsschaltung wird verwendet, um eine Leistungsausfallbedingung in der zweiten Leistungsquelle zu identifizieren. Eine Steuerung ist mit einer Steuerungsschaltung und einer Logikschaltung zur Verwendung beim Implementieren von Maschineninstruktionen für eine Mehrzahl von Betriebszuständen basierend auf erfaßten Leistungsausfallbedingungen konfiguriert. Diese Betriebszustände umfassen folgende Zustände:
einen Zustand des Ausfalls der ersten Leistungsquelle, der auftritt, wenn die erste Erfassungsschaltung eine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle erfaßt und die zweite Erfassungsschaltung keine Leistungsausfallbedingung in der zweiten Leistungsquelle erfaßt, woraufhin der Schalter die zweite Leistungsquelle auswählt, um eine Leistung an die elektrische Vorrichtung zu liefern;
einen Zustand des Ausfalls der zweiten Leistungsquelle, der auftritt, wenn die zweite Erfassungsschaltung einen Leistungsausfall in der zweiten Leistungsquelle erfaßt und die erste Erfassungsschaltung keine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle erfaßt, woraufhin der Schalter die erste Leistungsquelle auswählt, um eine Leistung an die elektrische Vorrichtung zu liefern, wobei die UPS verfügbar bleibt, um eine Leistung zu liefern, wenn die erste Erfassungsschaltung eine zukünftige Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsversorgung erfaßt; und
einen Zustand des Ausfalls beider Quellen, der auftritt, wenn die erste Erfassungsschaltung eine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsversorgung erfaßt und die zweite Erfassungsschaltung eine Leistungsausfallbedingung in der zweiten Leistungsversorgung umfaßt, woraufhin die UPS eine Leistung an die elektrische Vorrichtung liefert, während die elektrische Vorrichtung mit einem ordnungsgemäßen Herunterfahren fortfährt.
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Bevorzugte, jedoch optionale Formen der Steuerung sorgen z. B. für ein Zurückkehren des Systems zu dem normalen Betriebszustand, wenn keine Leistungsausfallbedingung erfaßt wird. Die Steuerung kann auch eine verteilte Steuerungsschaltung oder eine Logikschaltung aufweisen, die sich in sowohl der UPS als auch der elektrischen Vorrichtung befindet.
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Die UPS ist konfiguriert, um ein Signal zu liefern, das die Steuerung jedesmal über eine Leistungserschöpfungsbedingung in der UPS benachrichtigt, wenn die Leistungserschöpfungsbedingung während des Zustands eines Ausfalls der zweiten Leistungsquelle auftritt. Die Steuerung spricht auf dieses Signal an, indem sie ein ordnungsgemäßes Herunterfahren der elektrischen Vorrichtung implementiert.
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Es ist ein besonders bevorzugtes Merkmal des Systems, daß noch vorhandene, käuflich erwerbbare Komponenten gekoppelt werden können, um das zugrundeliegende System hinsichtlich seiner Hardwarekomponenten zu bilden. Eine computerlesbare Form kann verwendet werden, um die käuflich erwerbbaren Komponenten durch ein Programmieren der Steuerung, um die jeweiligen Betriebszustände zu implementieren, anzupassen oder nachzurüsten.
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Ein weiterer Aspekt des Systems gehört zu einem Verfahren des Betreibens des Systems. Die Verfahrensschritte umfassen folgende Schritte:
Betreiben des Systems in einem Zustand eines Ausfalls der ersten Leistungsquelle, der auftritt, wenn die erste Erfassungsschaltung eine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle erfaßt und die zweite Erfassungsschaltung keine Leistungsausfallbedingung in der zweiten Leistungsquelle erfaßt, woraufhin der Schalter die zweite Leistungsquelle auswählt, um eine Leistung an die elektrische Vorrichtung zu liefern;
Betreiben des Systems in einem Zustand eines Ausfalls der zweiten Leistungsquelle, der auftritt, wenn die zweite Erfassungsschaltung einen Leistungsausfall in der zweiten Leistungsquelle erfaßt und die erste Erfassungsschaltung keine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle erfaßt, woraufhin der Schalter die erste Leistungsquelle auswählt, um eine Leistung an die elektrische Vorrichtung zu liefern, wobei die unterbrechungsfreie Leistungsversorgung verfügbar bleibt, um eine Leistung zu liefern, wenn die erste Erfassungsschaltung eine zukünftige Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsversorgung erfaßt; und
Betreiben des Systems in einem Zustand eines Ausfalls beider Quellen, der auftritt, wenn die erste Erfassungsschaltung eine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsversorgung erfaßt und die zweite Erfassungsschaltung eine Leistungsausfallbedingung in der zweiten Leistungsversorgung umfaßt, woraufhin die unterbrechungsfreie Leistungsversorgung eine Leistung an die elektrische Vorrichtung liefert, während die elektrische Vorrichtung mit einem ordnungsgemäßen Herunterfahren fortfährt.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines Doppelleistungsversorgungssystems, das eine einzelne UPS umfaßt, die kein einzelner Ort eines möglichen Ausfalls ist; und
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2 ein Diagramm von Firmware, die eine Steuerungslogik zur Verwendung beim Betreiben des Systems aus 1 gemäß einer Mehrzahl von Betriebszuständen, die erfaßten Leistungsausfallbedingungen entsprechen, ausführt.
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines Doppelleistungsquellensystems 100. Eine erste Leistungsquelle 102, die auch als Leistungsquelle „A” bezeichnet wird, kann jede Leistungsquelle sein, ist jedoch vorzugsweise eine primäre Leistungsquelle, wie z. B. eine Leistungsübertragungsleitung, die Leistung trägt, die von einer Stromerzeugungsgesellschaft kommt. Eine zweite Leistungsquelle 104 kann ebenfalls jede Leistungsquelle sein, ist jedoch vorzugsweise eine Sicherungsleistungsquelle, wie z. B. ein Hilfsgenerator oder ein Wechselstromgeneratorsystem. Andere Typen von Leistungsquellen, die als die erste oder die zweite Leistungsquelle 102 und 104 verwendet werden können, umfassen z. B. Sonnenkollektorplatten, Windkraftsysteme, Batterien und Brennstoffzellen. Entweder die erste Leistungsquelle 102 oder die zweite Leistungsquelle 104 allein ist in der Lage, eine ausreichende Leistung zu liefern, um eine elektrische Vorrichtung 106 zu betreiben, die jede elektrische Vorrichtung in einem Mehrleistungsquellensystem sein kann. Kategorien der elektrischen Vorrichtung 106 umfassen beispielhaft Telekommunikationsserver, Computernetze, Netzserver, Rechenvorrichtungen, Industriesteuerungssysteme, Verarbeitungsinstrumente und militärische Waffensysteme. Die erste und die zweite Leistungsquelle 102 und 104 können abhängig von den Bedarfen der elektrischen Vorrichtung 106 AC- oder DC-Quellen sein.
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Die erste Leistungsquelle 102 speist ein optionales Stromversorgungsnetz 105, das z. B. eine Mehrzahl von Leistungsleitungen ist, die zu den einzelnen Komponenten eines Computernetzes führen. Die zweite Leistungsquelle 104 speist ein optionales zweites Stromversorgungsnetz 108, das vorzugsweise zumindest einen Teil der elektrischen Vorrichtungen, wie z. B. die elektrische Vorrichtung 106, bedient, die ebenfalls mit dem ersten Versorgungsnetz gekoppelt sind.
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Eine UPS 110 befindet sich an einer Position in einer Leitung 112, die sich zwischen der zweiten Leistungsquelle 104 und der elektrischen Vorrichtung 106 erstreckt. Wie die Ausdrücke „unterbrechungsfreie Leistungsversorgung” und „UPS” hier verwendet werden, sind sie definiert, um jede Vorrichtung zu umfassen, die Leistung von einer Leistungsquelle empfängt, elektrische Leistung speichert oder in der Lage ist, eine elektrische Leistung zu erzeugen, und konfiguriert ist, um die gespeicherte elektrische Leistung auf eine Aufforderung hin basierend auf einem erfaßten Leistungsausfall der Leistungsquelle abzugeben. Diese Auffassung einer UPS umfaßt UPS-Vorrichtungen, die eine herkömmliche Erfassungsschaltung umfassen, sowie UPS-Vorrichtungen, die auf einer anderen Erfassungsschaltung beruhen, um den Leistungsausfall zu erfassen.
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Besonders bevorzugte Formen der UPS 110 sind in der Lage, Signale zu übertragen, z. B. gemäß dem RS 232-Protokoll, die den Status der UPS 110 weiterleiten. Statussignale können umfassen, ob die UPS 110 einen Leistungsausfall in der Leistungsversorgung 104 erfaßt hat, ob die UPS 110 ihre Speicherleistungskapazität im wesentlichen ausgeschöpft hat, sowie die Zeit erfassen, die verbleibt, bis eine derartige Erschöpfung auftritt, oder ob die UPS 110 ihre gespeicherte Leistung aufgebraucht hat. Besonders bevorzugte Formen der UPS 110 sind außerdem in der Lage, Steuerungssignale zu empfangen, die den Betriebszustand der UPS 110 konfigurieren, die z. B. bewirken, daß die UPS 110 ein Entladen ihrer gespeicherten Leistung beginnt, was im Gegensatz dazu steht, daß die Steuerungslogik in der UPS 110 diese Operation steuert.
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Es ist ein besonders bevorzugtes Merkmal der Erfindung, daß die UPS 110 nicht in Reihe geschaltet mit der ersten Leistungsversorgung 102 sein muß, wobei die UPS 110 keine direkte Handlung beim Liefern eine Leistung an die Leitung 114 übernimmt. Wie in 1 gezeigt ist, befindet sich die UPS 110 in Flußrichtung vor dem zweiten Versorgungsnetz 108, wo die UPS 110 das gesamte zweite Versorgungsnetz 108 bedienen kann, wobei die UPS 110 jedoch auch in Flußrichtung nach dem zweiten Versorgungsnetz 108 in einer Position 116 positioniert sein kann. Die UPS 110 ist vorzugsweise mit einer herkömmlichen Schaltung versehen, die Leistungsverluste aufgrund eines Stromaufwärts-Flusses von Leistung verhindert.
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Die hierin offenbarten Konzepte können unter Verwendung einer Vielzahl käuflich verfügbarer Hardwarekomponenten implementiert sein. Ohne das breite Konzept der Erfindung einzuschränken, umfassen spezifische Beispiele käuflich verfügbarer UPS-Vorrichtungen beispielhaft TSi Power Corporation in Antigo, Wisconsin, American Power Conversion in West Kingston, Rhode Island und I-Bus/Phoenix Power Systems in San Diego, Kalifornien. Die elektrische Vorrichtung 106 weist vorzugsweise eine Mehrzahl interner Komponenten auf, obwohl diese Komponenten an die UPS 110 verteilt sein können oder als alleinstehende Komponenten fungieren können. Diese internen Komponenten umfassen Leistungskopplungen 118 und 120, die jeweils die elektrische Vorrichtung 106 mit einer entsprechenden Leistungsquelle 102 oder 104 koppeln.
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Es ist gemäß verschiedenen Einrichtungen ein bevorzugtes Merkmal des Systems 100, daß das System 100 mit einem Erfassungs- und Schaltschaltungsaufbau 122 (Erfassungs-/Schalt-Schaltungen) versehen ist, wie z. B. in einer Karte vorgesehen oder in ein Netzteil (nicht gezeigt) eingebaut sein kann. Herkömmliche Schaltungen gemäß diesen Spezifizierungen können z. B. käuflich von derartigen Herstellern und Zulieferern, wie z. B. Selestica oder Artesyn Technologies in Boca Raton, Florida, bestellt werden. Während die spezifische Form der Erfassung- und Schaltschaltungen für die weiteren Prinzipien des Betriebs nicht wichtig ist, fungieren dieselben, um die Spannung oder den Strom auf der Leitung 124 und wahlweise auf der Leitung 126 zu überwachen. Die Erfassungs-/Schalt-Schaltungen 122 können gemeinsame Komponenten gemeinschaftlich verwenden, können jedoch begriffsmäßig auch in einen ersten Abschnitt 128, der dem Versorgungsnetz 106 und einer Leitung 114 zugeordnet ist, und einen zweiten optionalen Abschnitt 130 zugeteilt sein, der dem Versorgungsnetz 108 und der Leitung 112 zugeordnet ist. Wenn ein Spannungs- oder Stromabfall auf der Leitung 124 oder 126 erfaßt wird, liefern die Erfassungs-/Schalt-Schaltungen 122 ein Signal, das eine Steuerung 132 über eine Leistungsausfallbedingung benachrichtigt, wenn z. B. ein Leistungsausfall auf der Leitung 116 einen Ausfall der UPS 110 anzeigt.
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Die Steuerung 132 empfängt Signale von der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 und weist eine ordnungsgemäße Handlung an, um das System 100 in einem Betriebszustand zu konfigurieren, der ansprechend auf den erfaßten Leistungsausfall ist. Diese Antwort wird durch ein Anweisen der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 genommen, entweder die erste Leistungsquelle 102 oder die zweite Leistungsquelle 104 für die Zuführung von Leistung zu der elektrischen Vorrichtung 106 auszuwählen. Zusätzlich weist die Steuerung 132 die UPS 110 auch an, sich selbst in einen Betriebszustand zu bringen, der komplementär zu dem Betriebszustand des Systems 100 ist, oder die Steuerung 132 erlaubt es der UPS 110, sich in den komplementären Betriebszustand zu bringen.
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Eine Kommunikationskarte 134 wird wahlweise verwendet, um das Senden und den Empfang von Signalen zwischen der UPS 110, Erfassungs-/Schaltungs-Schaltungen 122 und der Steuerung 132 zu ermöglichen. Käufliche verfügbare Systemkomponenten verwenden üblicherweise das RS 232-Protokoll zum Senden dieser Signale.
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Es ist ein Diagramm gezeigt, das eine Steuerungslogik zur Verwendung beim Programmieren der Steuerung 132 oder wahlweise der UPS 110 mit Maschineninstruktionen zeigt, die das System 100 basierend auf erfaßten Leistungsausfallbedingungen in eine Mehrzahl von Betriebszuständen bringen.
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Ein Zustand eines Ausfalls der ersten Leistungsquelle tritt auf, wenn ein erster Abschnitt 128 der Erfassungs/Schaltungs-Schaltung 122 eine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle 102 erfaßt und ein zweiter Abschnitt 130 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 (oder die UPS 110) keine Leistungsausfallbedingung in der zweiten Leistungsquelle 104 erfaßt, woraufhin die Erfassungs/Schaltungs-Schaltung 122 die zweite Leistungsquelle 104 auswählt, um eine Leistung an die elektrische Vorrichtung 106 zu liefern.
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Ein Zustand eines Ausfalls der zweiten Leistungsquelle tritt auf, wenn der zweite Abschnitt 130 der Erfassungs/Schaltungs-Schaltung 122 einen Leistungsausfall in der zweiten Leistungsquelle 104 erfaßt und der erste Abschnitt 128 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 keine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle 102 erfaßt, woraufhin die Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 die erste Leistungsquelle 102 auswählt, um eine Leistung an die elektrische Vorrichtung 102 zu liefern, wobei die UPS 110 verfügbar bleibt, um eine Leistung zu liefern, wenn der erste Abschnitt 128 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung eine zukünftige Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsquelle 102 erfaßt.
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Ein Zustand eines Ausfalls beider Quellen tritt auf, wenn der erste Abschnitt 128 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 eine Leistungsausfallbedingung in der ersten Leistungsversorgung 102 erfaßt und der zweite Abschnitt 130 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung (oder die UPS 110) eine Leistungsausfallbedingung in der zweiten Leistungsversorgung 104 erfaßt, woraufhin die UPS 110 eine Leistung an die elektrische Vorrichtung liefert, während die elektrische Vorrichtung 106 mit einem ordnungsgemäßen Herunterfahren fortfährt.
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2 ist ein Diagramm eines Verfahrens 200, das durch ein Programmieren der Steuerung 132 und/oder der UPS 110 mit Firmware implementiert ist, die Steuerungslogikprozesse zur Verwendung beim Betreiben des Systems aus 1 gemäß den zuvor genannten Betriebszuständen ausführt.
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Ein Schritt 202 beinhaltet einen normalen Betriebszustand, bei dem die elektrische Vorrichtung 106 und das System 100 mit normalen Entwurfsparametern funktionieren. Weder die erste Leistungsquelle 102 noch die zweite Leistungsquelle 104 sind ausgefallen, wobei die Last, die durch die elektrische Vorrichtung 106 dargestellt ist, gemäß Systementwurfsoptionen eine Leistung von einer der Quellen oder gleichzeitig von beiden Quellen verbraucht.
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In einem Schritt 204 bestimmt die Steuerung 132, ob es ein Signal von dem ersten Abschnitt 128 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 gibt, das anzeigt, daß es einen Leistungsausfall auf dem Versorgungsnetz 106 oder der Leitung 114 gibt.
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Wenn das Ergebnis aus Schritt 204 das ist, daß die Leistung auf dem Versorgungsnetz 106 oder der Leitung 114 ausgefallen ist, leitet die Steuerung 132 in einem Schritt 206 den Zustand eines Ausfalls der ersten Leistungsquelle ein, indem sie den Erfassung/Schaltungs-Schaltungsaufbau 122 anweist, eine Leistung von der zweiten Leistungsquelle 104 auszuwählen. Die UPS 110 kann aufgerufen werden, um zeitweilig eine Leistung zu liefern, während z. B. ein Hilfsgeneratorsystem, das durch die zweite Leistungsquelle 104 dargestellt ist, eingeschaltet wird. Wenn während der Zustand eines Ausfalls der ersten Leistungsquelle des Schrittes 206 eingetreten ist, in einem Schritt 208 der zweite Abschnitt 130 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 (oder die UPS 110) bestimmt, daß es einen zusätzlichen Ausfall auf dem Versorgungsnetz 108 oder der Leitung 112 gibt, induziert die Steuerung 132 den Zustand eines Ausfalls beider Quellen, indem sie in einem Schritt 210 ein ordnungsgemäßes Herunterfahren der elektrischen Vorrichtung 106 mit einer Leistung einleitet, die durch die UPS 110 geliefert wird. Wenn in Schritt 208 kein Leistungsausfall diagnostiziert wird, bestimmt die Steuerung 132 in einem Schritt 212, ob die Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 erfaßt, daß die Leistung zu dem Versorgungsnetz 106 oder der Leitung 114 wiederhergestellt ist. Falls dies nicht der Fall ist, fährt der Betriebszustand des Schrittes 206 bis zu einer Zeit fort, zu der eine Leistung von der ersten Leistungsversorgung wiederhergestellt ist, woraufhin das System 100 zu dem normalen Betriebszustand, der durch Schritt 202 dargestellt ist, zurückkehrt.
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In Schritt 204 während des normalen Betriebszustandes aus Schritt 202 bestimmt, wenn es keinen Leistungsausfall auf dem Versorgungsnetz 106 oder der Leitung 114 gegeben hat, die Steuerung 132 in einem Schritt 214 anhand der UPS 110 (oder dem zweiten Abschnitt 130 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122, wenn die UPS 110 ausgefallen ist), ob es einen Leistungsausfall auf dem Versorgungsnetz 108 oder der Leitung 112 gegeben hat. Falls dies nicht der Fall ist, fährt der normale Betriebszustand aus Schritt 202 fort. Wenn die Steuerung 132 in Schritt 214 bestimmt, daß es einen Leistungsausfall gegeben hat, läßt die Steuerung 132 in einem Schritt 216 wahlweise die UPS 110 zeitweilig eine Leistung an die elektrische Vorrichtung 106 liefern, wenn eine derartige Leistung durch Bedingungen des normalen Betriebszustandes aus Schritt 202 erforderlich ist. Wenn die UPS 110 einen Leistungsausfall auf dem Versorgungsnetz 108 oder der Leitung 112 erfaßt, liefert die UPS 110 in einem Schritt 218 auch ein Signal an die Steuerung 132, das die Leistungsausfallbedingung anzeigt.
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Auf einen Erhalt eines Signals hin, das eine Leistungsausfallbedingung auf dem Versorgungsnetz 108 oder der Leitung 112 anzeigt, beginnt die Steuerung in einem Schritt 220 den Zustand eines Ausfalls der zweiten Leistungsquelle durch ein Aktivieren der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 durch Schalten auf die Leistungsquelle 102, um jede Lastabhängigkeit von der Leistungsversorgung 104 an der elektrischen Vorrichtung 106 zu nehmen.
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Schritt 220 folgt ein Schritt 222, bei dem die Steuerung 132 unter Verwendung von Erfassungssignalen von der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 bestimmt, ob es einen Leistungsausfall auf dem „A”-Versorgungsnetz 106 gegeben hat. Wenn ein derartiger Ausfall auf dem Versorgungsnetz 106 aufgetreten ist, wird die Steuerung zu Schritt 206 mit einem entsprechenden Herunterfahren in Schritt 210 geleitet, wenn eine Leistung des Versorgungsnetzes 108 oben nicht hergestellt wurde. Wenn kein Ausfall auf dem Versorgungsnetz 106 aufgetreten ist, wird die Steuerung zu einem Schritt 224 geleitet.
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Die UPS 110 kann in dem Zustand eines Ausfalls der zweiten Leistungsquelle nicht unendlich wirken, was die UPS 110 in eine Leistungsbereitschaftsbedingung bringt. Folglich zieht eine minimale Last auf der UPS 110 schließlich die Leistung, die in der UPS 110 gespeichert ist, wobei die UPS 110 üblicherweise jedoch für einen Zeitraum von Tagen in Bereitschaft ausharren kann. Während des Bereitschaftszeitraums bestimmt die Steuerung 132 in Schritt 224 fortdauernd auf der Basis von Erfassungssignalen, ob eine Leistung an das Versorgungsnetz 108 oder die Leitung 112 wiederhergestellt wurde. Falls dies der Fall ist, kehrt das System 100 zu dem normalen Betriebszustand aus Schritt 202 zurück, nachdem als erstes die übliche Last auf dem „B”-Versorgungsnetz 108 in einem Schritt 226 wiederhergestellt ist. Falls dies nicht der Fall ist, fährt der Zustand eines Ausfalls der zweiten Leistungsquelle aus Schritt 220 fort, bis die UPS 110 in einem Schritt 228 ein Signal erzeugt, das anzeigt, das ihr Leistungsspeicher im wesentlichen erschöpft ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Steuerung in einem Schritt 230 eine ordnungsgemäße Herunterfahrprozedur implementiert, die identisch ist wie Schritt 210.
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Für Fachleute auf dem Gebiet ist es ersichtlich, daß die Funktionalität, die direkt verschiedenen Komponenten in der vorangehenden Beschreibung zugeschrieben werden kann, auch durch andere Systemkomponenten durchgeführt werden kann. Operationen, die z. B. dem zweiten Abschnitt 130 der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 zuzuschreiben sind, können als Ganzes oder teilweise zu der UPS 110 verteilt werden. Ähnlich können Operationen, die der Steuerung 132 zugeschrieben werden, durch eingebettete Befehle in der Erfassungs-/Schaltungs-Schaltung 122 oder durch die UPS 110 durchgeführt werden.