DE2144839C3

DE2144839C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Fehlerüberwachung einer Sammelschiene

Info

Publication number: DE2144839C3
Application number: DE19712144839
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hadick; Karl Theis
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1971-09-08
Filing date: 1971-09-08
Publication date: 1980-10-23
Also published as: SE374627B; DE2144839A1; DE2144839B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlerüberwachung einer Sammelschiene, bei welchem die Ströme sämtlicher Zu- und Ableitungen der Sammelschiene mit Stromwandlern erfaßt und nach Umformung in Rechtecksignale UND-Gliedern zugeführt werden, die eine Auslöseeinrichtung anregen, wenn während einer Halbwelle eine Phasenüberdekkung für eine vorbestimmte Mindestzeit vorliegt, wobei die positiven und negativen Halbwellen in getrennten Eingangs-UND-Gliedern auf Phasenüberdeckung geprüft werden und kurzzeitige Störimpulse eliminiert werden, eine Absteuerung erfolgt, wenn an übereinstimmenden Ausgängen der Eingangs-UND-Glieder gleiche Signale erscheinen, und ein Auslosebefehl weitergegeben wird, wenn in den beiden Eingangs-UND-Gliedern die Anregebedingungen gegeben waren, das heißt, wenn auch innerhalb einer vorbestimmten Zeit während einer zweiten Halbwelle Phasenüberdeckung angezeigt wird, nachPatent2013 737.

Bei diesem Verfahren wird immer dann ein Auslösesignal erzeugt, wenn einer eine Mindestzeit andauernden Phasenüberdeckung in einer ersten Halbwelle eine Nichtphasenüberdeckung für eine Höchstzeit folgt und die danach auftretende Phasenüberdeckung von der zweiten Halbwelle stammt. Hierbei kann die Phasenüberdeckung in der zweiten Halbwelle beliebig kur^ sein.

Es zeigt sich nun, daß bei Verwendung von gesättigten Hauptstromwandlern und Wandlern beliebiger Art in der Eingangsschaltung unter ganz bestimmten Voraussetzungen kurze Störimpulse auftreten können, die bei Beibehaltung der obigen Auslösekriterien Fehl?.uslösungen zur Folge haben könnten.
Damit auch derartige Fehlauslösungen verhindert

2') werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß nur dann ein Auslösesignal erzeugt wird, wenn sowohl während der ersten Halbwelle als auch während der zweiten Halbwelle Phasenüberdeckung für eine vorbestimmte Mindestzeit vorliegt

3ü An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend erläutert.

In der Figur sind & 10 und * 20 Eingangs-UND-Glieder. & 10 wird mit den positiven Halbwellen, & 20 mit den negativen Halbwellen der Ströme sämtlicher Zu- und Ableitungen der Sammelschiene beaufschlagt. Die bejahenden Ausgänge der Eingangs-UND-Glieder & 10, <Sr20 sind mit A, die negierten Ausgänge mit B bezeichnet. Den bejahenden Ausgängen A sind

ίο Zeitstufen T\,T2 nachgeschaltet, deren Ausgang A ein L-Signal abgibt, wenn am Eingang 1 ein L-Signal von einer bestimmten Mindestdauer, beispielsweise 6 ms, vorhanden war. Der Ausgang A der beiden Zeitstufen Tl, T2 ist mit dem Eingang 1 zweier bistabiler Kippstufen SlO und S20 verbunden. Dem Ausgang A der beiden Kippstufen 510, S20 sind UND-Glieder & 12, & 22 nachgeschaltet, die zusätzlich über Verzögerungsglieder VZl, VZ2 von den jeweils anderen /4-Ausgängen des anderen UND-Gliedes angesteuert werden. Die negierten Ausgänge B der UND-Glieder & 12, & 22 sind mit den Eingängen eines weiteren UND-Gliedes «6 31 verbunden, dessen negierter Ausgang Öden Eingang 1 einer Zeitstufe Γ11 beaufschlagt. Der Zeitstufe TIl ist eine weitere Kippstufe SIl

">5 nachgeschaltet. Außer diesen bereits genannten Bauelementen sind NAND-Glieder * 1, S2, ein UND-Glied &3 und eine Zeitstufe Γ3 vorgesehen, die wie folgt geschaltet sind:

Die Α-Ausgänge der Eingangs-UND-Glieder * 10, &20 sind zu den Eingängen des NAND-Gliedes ~3c\ geführt. Die B-Ausgänge dieser Eingangs-UND-Glieder sind mit den Eingängen des NAND-Gliedes &2 verbunden. Die Ausgänge dieser beiden NAND-Glieder beaufschlagen das UND-Glied ScX dessen negierter ^Γ· Ausgang die Zeitstufe 7*3 ansteuert. Diese Zeitstufe gibt am Ausgang ein L-Signal ab, wenn am Eingang ein L-Signal für mehr als eine bestimmte Mindestzeit tvZ anlag. Diese Mindestzeit ist kleiner als die Mindestzeit

der Zeitstufen 7*1 und 7*2 und kann beispielsweise 4 ms betragen. Der Ausgang A der Zeitstufe T3 ist sowohl mit dem Eingang 2 der Zeitstufen Ti, 72, 7*11 als auch mit dem Eingang 2 der bistabilen Kippsttfen S10, S 20 und 511 verbunden. Wenn also die Zeitstufe T3 ein L-Signal abgibt, werden sowohl die Zeitstufen Ti, T2 und TIl als auch die bistabilen Kippstufen SlO. S20 und 511 abgesteuert. Damit erfolgt keine Auslösung. Der bejahende Ausgang des UND-Gliedes &3 beaufschlagt den dritten Eingang des UND-Giiedes £ 12, £22.

Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet im einzelnen wie folgt:

Die Eingänge der UND-Glieder £ 10, * 20 erhalten L-Signale oder 0-Signale über Rechteckformer und Schwellwertstufen, die mit den einzelnen Zu- und Ableitungen der Sammelschiene über Eingangswandler in Verbindung stehen. Das Eingangs-UND-Glied £ 10 wertet die Signale der positiven Halbwollen aus, das Eingangs-UND-Glied £20 die negativen Halbwellen. Da im ungestörten Betrieb an einer Sammelschiene mindestens über eine Zuteitung eingespeist werden muß, während über die anderen Leitungen Energie aus der Sammelschiene herausfließt, stehen an den Eingängen sowohl 0-Signale als auch L-Signale an. Wenn dagegen die betreffende Sammelschiene einen Kurzschluß aufweist, wird über alle Abzweige Energie eingespeist, so daß dann, und nur dann, sämtliche Ehgänge des UND-Gliedes ein L-Signal erhalten. Da in einem 50-Hz-Netz eine Halbwelle 10 ms dauert, sind die Zeitstufen Ti und T2 auf einen Wert eingestellt, der darunter liegt, beispielsweise also 6 ms beträgt. Wenn nun im Verlauf der positiven Halbwelle eine Störung auftritt und die Störung länger als 6 ms dauert, gibt die Zeitstufe 7*1 am Ausgang A ein L-Signal ab. In der nächsten negativen Halbwelle wird erneut geprüft, ob der Störungszustand noch vorliegt. Trifft dies zu, so gibt der Ausgang A des UND-Gliedes £ 20 ein L-Signal ab, das dem UND-Glied £ 12 über das Verzögerungsglied VZ2 zugeführt wird. Das NAND-Glied £ 1 erhält an beiden Eingängen mit zeitlicher Versetzung ein L-Signal, so daß am Ausgang ein Dauer-L-Signal ansteht. Das NAND-Glied 52 empfängt ebenfalls zeitlich versetzte L-Signale, so daß auch am Ausgang L-Signale entstehen. Das UND-Glied &3 gibt an seinem negierten Ausgang ein Daucr-0-Signal oder L-Signal von so kleiner Dauer ab, daß die Zeitstufe 7"3 nicht ansprechen kann. Am bejahenden Ausgang des UND-Giiedes &3 fallen L-Signale an, die den dritten Eingängen der UND-Glieder £12, £22 zugeleitet werden. Die L-Signale überschneiden sich in dem UND-Glied 12, so daß dieses an seinem negierten Ausgang B ein 0-Signal abgibt. Der negierte Ausgang des UND-Gliedes 31 gibt damit ein L-Signal an den Eingang 1 der Zeilstufe 7*11. Dauert nun die Störung in dieser negativen Halbwelle länger an als die im Zeitglied Γ11 eingestellte Mindestzeit von beispielsweise 2 ms, so erfolgt über den Eingang 1 und den Ausgang A der Kippstufe S11 ein Auslösesignal.

Bei einer kürzeren Phasenüberdeckung in dieser negativen Halbwelle als die eingestellte Mindestzeit, verschwindet das L-Signal am A'isgang A des UND-Gliedes £ 20, womit an den Eingang des ίο UND-Gliedes £ 12 ein 0-Signal gelangt. Der Ausgang B des UND-Gliedes £ 12 gibt damit ein L-Signal an das UND-Glied 31 ab. Da an dem UND-Glied £31 an beiden Eingängen nun ein L-Signal anliegt, wird von dessen Ausgang B ein 0-Signal an die Zeitstufe 7*11 π gegeben. Die Zeitstufe Γ11 erreicht damit die eingestellte Mindestzeit nicht Es erfolgt keine Auslösung.

Anstatt die Mindestzeit der Phasenüberdeckung der zweiten Halbwelle über das Zeitglied TIt einzustellen und zu prüfen, kann dies auch mittels der Verzögerungsglieder VZl, VZ2 geschehen.

Dauert die Phasenüberdeckung in der zweiten Halbwelle langer als die in den Verzögerungsgliedern VZt, VZ2 eingestellte Mindestzeit, gelangen die L-Signale der Eingangs-UND-Glieder auf den dritten Eingang der UND-Glieder £12, £22, womit das Auslösesignal weitergeschaltet werden kann.

Ansonsten bewirken die Verzögerungsglieder VZl, VZ2, daß die L-Signale der Eingangs-UND-Glieder mit so einer Verzögerung von einigen Nanosekunden in den UND-Gliedern £11, £21 eintreffen. Die Verzögerungszeit muß größer sein als die Gesamtschaltzeit der vor der Zeitstufe 7"3 liegenden Logik-Glieder, damit bei dem L-Signal an beiden Λ-Ausgängen der UND-Glieder £10 und £20 das von dem UND-Glied £3 ausgehende 0-Signal in den UND-Gliedern £ 11, £21 früher eintrifft als die L-Signale aus den Eingangs-UND-Gliedern.

Tritt ein Fehler zu Beginn einer negativen Halbwelle 4(i auf, so treten die Zeitstufe T2, die bistabile Kippstufe 520 und das UND-Glied £22 in Funktion. Das Arbeiten der Zeitstufe T3 und der übrigen Logik-Bausteine ist unabhängig davon, ob der Fehler mit einer positiven oder einer negativen Halbwelle beginnt.
■ti Zusammenfassend gilt: Die Schaltungsanordnung gibt nur dann ein Auslösesignal ab, wenn folgende drei Bedingungen erfüllt sind:
1. Phasenüberdeckung für eine Mindestzeit in der ersten Halbwelle,
2. nachfolgende Nicht-Phasenüberdeckung für eine Höchstzeit,

3. Phasenüberdeckung für eine Mindestzeit in der zweiten Halbwelle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Fehlerüberwachung einer Sammelschiene, bei welchem die Ströme sämtlicher Zu- und Ableitungen der Sammelschiene mit Stromwandlern erfaßt und nach Umformung in Rechtecksignale UND-Gliedern zugeführt werden, die eine Auslöseeinrichtung anregen, wenn während einer Halbwelle eine Phasenüberdeckung für eine vorbestimmte Mindestzeit vorliegt, wobei die positiven und negativen Halbwellen in getrennten Eingangs-UND-Gliedern auf Phasenüberdeckung geprüft werden und kurzzeitige Störimpulse eliminiert werden, eine Absteuerung erfolgt, wenn an übereinstimmenden Ausgängen der Eingangs-UND-Glieder gleiche Signale erscheinen, und ein Auslösebefehl v.-eitergegeben wird, wenn in Jen beiden Eingangs-UND-Gliedern die Anregebedingungen gegeben waren, das heißt, wenn auch innerhalb einer vorbestimmten Zeit während einer zweiten Halbwelle Phasenüberdeckung angezeigt wird, nach Patent20 13 737, dadurch gekennzeichnet, daß nur dann ein Auslösesignal erzeugt wird, wenn sowohl während der ersten Halbwelle als auch während der zweiten Halbwelle Phasenüberdeckung für eine vorbestimmte Mindestzeit vorliegt.

2. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit in sämtlichen Zu- und Ableitungen der Sammelschiene angeordneten Stromwandlern, mit an die Sekundärseita der Stromwandler angeschlossenen Rechteckimpulsformern, deren Ausgänge über Eingangs-UND-Glieder für positive und negative Halbwellen mit einer Auslöseeinrichtung verbunden sind, die dann ein Signal erhält, wenn während einer Halbwelle eine Phasenüberdeckung für eine gewisse Mindestzeit vorliegt, wobei die Eingangs-UND-Glieder bei gleichen Signalen an übereinstimmenden Ausgängen über NAND-Glieder und ein weiteres UND-Glied ein Absteuersignal abgeben und die Eingangs-UND-Glieder mittels Zeitstufen, Kippstufen und weiterer UND-Glieder auf eine Phasenüberdeckung in beiden Halbwellen überwacht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren UND-Glieder (& 12, & 22) über negierte Ausgänge (& 12ß, & 22B) mit einem weiteren UND-Glied f<&31) verbunden sind, dessen negierter Ausgang (&3iB) einem Zeitglied (TU) zugeführt ist, dessen zweiter Eingang mit der Absteuerleitung (A) eines Zeitgliedes (TZ) verbunden ist, und daß das Zeitglied (TU) eine Kippstufe (SU) ansteuert, deren zweiter Eingang ebenfalls mit der Absteuerleitung (A) verbunden ist.