DE2917174A1

DE2917174A1 - Ueberstrom-schutzvorrichtung

Info

Publication number: DE2917174A1
Application number: DE19792917174
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Matsumoto
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1979-04-27
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB2020124A; CH656742A5; SE7903658L; DE2917174C2; SE442366B; GB2020124B; US4272816A

Description

Firma TOKYO SHIRAURA DBNKI KABUSHIKI KAISHA, 72, Horikawa-Cho, Saiwai-Ku, Kawasaki-Shi, Kanagawa-Ken, Japan

Überstrom-Schutzvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Überstrom-Schutzvorrichtung, wobei erfindungsgemäß ein Mikroprozessor dazu verwendet wird, eine überstrom-Unterbrechungskennlinie vorzusehen, die mit den Kennlinien anderer Schutzvorrichtungen genauestens übereinstimmt.

Bei den üblichen Überstrom-Schutzvorrichtungen, bei denen bei Feststellung eines durch eine Netzleitung fließenden Überstroms ein in der Netzleitung befindlicher Ausschalter ausgelöst wird, ist es notwendig, daß die Überstrom-Unterbrechungskennlinie mit Koordinierungsfähigkeit einer speziellen Kurve exakt angepaßt werden kann. Verschiedene Versuche sind gemacht worden, um eine Überstrom-Schutzvorrichtung dieser Eigenschaft zu schaffen, und zwar beispielsweise unter Verwendung elektronischer Schaltkreise oder magnetischer Ausgleichskreise. Die meisten dieser Vorrichtungen erfordern jedoch zu viele elektronische Bauelemente oder es hat sich gezeigt, daß diese Vorrichtungen nicht in der Lage sind, die vorgegebene Unterbrechungskennlinie unbeeinflußt von Einwirkungen äußerer Veränderungen zu halten.

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Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Überstrom-

mittels der

Schutzvorrichtungyeine der überstrom-Unterbrechungskennlinie entsprechende Auslösekurve mit hoher Genauigkeit erreichbar ist. Dabei soll die Vorrichtung stabil und reproduzierbar arbeiten, unbeeinflußt von Außeneinwirkungen. Schließlich soll die Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Einstellen der Koordinierungs-Auslösekurve versehen sein, so daß das Einstellen jeder gewünschter Unterbrechungskennlinie schnell und exakt durchgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Hauptanspruch gekennzeichnet. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Besonders zweckmäßig ist dabei, mit dem Mikroprozessor ein Einstellpult für die Strom- und Zeitwerte zu verbinden, um so die Strom-Zeit-Kennlinie der Überstromabschaltung repräsentierenden Stromwerte und Zeitwerte auf einfache Weise eingeben zu können.

Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Koordinierungs-Auslösekurve, welche das Verhältnis zwischen dem durch eine Netzleitung fließenden Strom und der Zeit darstellt, welche zum Unterbrechen eines Unterbrecherschalters erforderlich ist, wobei eine ausreichende Koordinierung mit Auslösekurven weiterer mit der Netzleitung verbundener Schutzeinrichtungen aufrechterhalten bleibt,

Fig. 2: ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

«09844/1011 - 7 -

mit welcher eine überstrom-Unterbrechungskennlinie gemäß Fig. t erzielbar ist,
Fig. 3: ein Teil der Kurve von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 Flußdiagramme zur Erläuterung des Programms eines Mikro-

und 5:

Prozessors, der bei der Ausführungsform von Fig. 2 verwendet ist,

Fig. 6: das Ergebnis der Annäherung an die Koordinierungs-Auslösekurve von Fig. 3,

Fig. 7: ein Schaltschema der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Mikroprozessors,

Fig. 8: ein Schaltschema eines in Fig. 2 verwendeten Digital/ Analog-ümsetzers,

Fig. 9: ein Blockschaltbild einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung,

Fig.10: ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig.1T: ein Blockschaltbild ähnlich Fig. 2, wobei zusätzlich ein Einstellpult für die Äuslösekurve vorgesehen ist,

Fig.12: eine perspektivische Ansicht des Auslösekurve-Einstellpults , und

Fig.13: ein Schaltbild des Auslösekurve-Einstellpults.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei mit 9 eine Netzleitung bezeichnet ist, die eine Gruppe von Energiequellen mit einer Anzahl von Lasten bzw. Verbrauchern verbindet.

Im normalen Betrieb fließt ein Strom gleich oder kleiner dem Nennwert durch die Netzleitung 9. Fließt jedoch in einer Ausnahmesituation ein überstrom durch die Netzleitung 9 so muß durch den

in die Leitung 9 eingesetzten Ausschalter 12 eine Unterbrechung erfolgen, um die angeschlossenen Geräte vor Schäden zu schützen. Wird der Nennstrom der Netzleitung mit 100% angesetzt so muß das in Fig. 1 gezeigte Verhältnis zwischen dem Strom, angegeben in Prozenten, und der Zeit eingehalten werden, die von der Feststellung des Überstroms bis zum Auslösezeitpunkt des Ausschalters 12 vergeht. Gemäß diesem Verhältnis wird der Strom, wenn er 100% beträgt, nicht unterbrochen, wohingegen ein überstrom von etwa 200% nach Verlauf eines Zeitintervalls t₁ unterbrochen wird, das zum Zeitpunkt der Feststellung des überStroms beginnt. Der Grund für das Vorhandensein einer Verzögerungszeit vor Unterbrechung des Stroms besteht in dem Vorhandensein einer Koordinierung zwischen Funktion des Ausschalters 12 und derjenigen anderer mit der Leitung 9 verbundener Ausschalter. So soll beispielsweise ein Ausschalter, der stromabwärts des Ausschalters 12 angeordnet ist, früher ausgelöst werden als der Ausschalter 12.

Die Kennlinie von Fig. 1 zeigt weiter, daß ein Strom einer oberhalb des Punkts Q liegenden Größe sofort ausgeschaltet werden muß und daß ein Strom unterhalb eines Punkts P nicht abgeschaltet werden muß. In Fig. 1 ist der Punkt P so gewählt, daß er gleich dem Nennstrom ist. Bei der praktischen Anwendung jedoch müssen der Stromwert an den Orten der Punkte P und Q und die Gestalt der Auslösekurve in vorgegebenen Stufen eines weiten Bereichs veränderbar sein.

Fig. 2 zeigt, wie gesagt, eine bevorzugte Ausführungsform der

Erfindung, wobei ein Mikroprozessor 10 verwendet wird. Ein durch die Leitung 9 fließender überstrom wird durch den Ausschalter 12 unterbrochen, und zwar nach Verlauf einer vorgegebenen Zeitspanne, welche durch die Koordinierungs-Auslösekurve von Fig. 1 vorgegeben ist. Genauer gesagt, die Auslösekurve von Fig. 1 ist in einem Speicher des Mikroprozessors gespeichert, wobei dessen Speicherinhalt mittels einer üblichen Ausleseschaltung von außen abgerufen werden kann. Der Abruf des Speichers wird vorzugsweise so durchgeführt, daß der Wert des Punktes P zwischen 70 und 150% um jeweils 5% verändert wird, während der Wert des Punktes Q ebenso wie die Verzögerungszeit für einen Strom zwischen den Punkten P und Q gemäß der Veränderung des Punktes P verändert werden. Der Wert K = (Strom entsprechend dem Punkt Q) / (Strom entsprechend dem Punkt P) wird im wesentlichen konstant gehalten, unabhängig von der Veränderung des Punktes P.

Der durch die Netzleitung 9 fließende Strom wird durch einen Stromumwandler 8 und einen Strom-Spannungs-Umsetzer 7 ermittelt, wobei letzterer bei diesem Beispiel so eingestellt ist, daß ein Ausgang von 7,6 V erhalten wird_/ wenn durch die Leitung 9 der Nennstrom fließt.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 enthält ferner einen Operationsverstärker 5, in welchem der Ausgang des Umsetzers 7 mit dem Ausgang eines Gleichstrom-Wechselstrom-Umsetzers 2 (nachfolgend kurz D/AUmsetzer 2 genannt) verglichen wird. Die Differenzspannung des Operationsverstärkers 5 wird auf den Eingang eines !Comparators

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80984U10U

4 gegeben. Der Ausgang des Strom-Spannungs-Umsetzers 7 ist außerdem mit dem Eingang eines !Comparators 6 verbunden, während der Ausgang des D/A-Umsetzers 2 in einem Multiplier 11 mit der Konstanten K multipliziert wird und dann an den anderen Eingang des Komparators 6 gelangt. Der Ausgang des Komparators 6 ist mit dem Unterbrechungseingang I des Mikroprozessors 10 verbunden. Der Ausgang eines weiteren D/A-Umsetzers 3 ist mit dem anderen Eingang des Komparators 4 verbunden, dessen Ausgang mit dem Leseeingang S des Mikroprozessors 10 verbunden ist.

Es soll nun angenommen werden, daß der Strom in Prozenten des Punktes P durch P% (der Nennstrom beträgt 100%) und daß der Strom in Prozenten des Punktes Q ebenfalls durch Q% dargestellt wird. Die Werte von P, die durch den Ausgang des D/A-Umsetzers 2 erhalten werden, sind in Tabelle 1 gezeigt, und zwar zusammen mit den Ausgängen der Klemmen 0,1,2 und 3 des Mikroprozessors 10, abhängig von dem in den Mikroprozessor 10 eingegebenen Wert für P. Auch die vom Ausgang des D/A-Umsetzers 2 dadurch gelieferten Ausgänge, daß die oben erwähnten Klemmenspannungen des Mikroprozessors eingegeben werden, sind in Tabelle 1 dargestellt.

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	Ausgang	1	Ausgänge	(V)	des	Mikroprozes-	5	2	3	5
Eingegebene	des D/A-Um-	2	sors 10 <	an den Ausgangs-	5	0	0
Größe von P (%)	setzers 2 (V)	3	klemmen 0	A	5	0	1.	5
70	7	4	0	0	5	1.5	0
75	7.	5	o'	0		1.5	1.	5
8 0	7.	6	0	0		0	0
85	7.	7	0	0		0	1.	5
90	7.	8	0	1.		1.5	0
95	7.	9	0	1.	5	1.5	1.	5
100	7.	0	0	1.	5	0	0
105	7.	1	0	1.	5	0	1.	5
110	7.	2	1.5	0	5	1.5	0
115	7	.3	1.5	0	1.5	1.	5
120	8	.4	1.5	0	0	0
125	8	.5	1.5	0	0	1.	5
130	8	1.5	1.	1.5	0
135	8	1.5	1.	1.5	1.
140'	8	1.5	1.
145	8	1.5	1.

Beiden D/A-Umsetzern 2 und 3 handelt es sich um solche üblicher Bauart.

Der dem in Prozenten von P entsprechende Wert des Ausgangs des

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D/A-Umsetzers 2 wird im Betriebsverstärker 5 mit dem Ausgang des Strom-Spannung-Umsetzers 7 verglichen, worauf der Ausgang des Betriebsverstarkers 5 dem Eingang des Komparators 4 zugeführt wird.

Im Komparator 4 wird der Betrag des Überstroms über den Prozentsatz P hinaus festge-stellt, d.h. der Wert«.. Genauer gesagt, der Mikroprozessor 10 kann jeden der in der nachfolgenden Tabelle 2 gezeigten Spannungswerte am Ausgang des D/A-Umsetzers 3 darstellen_# und diese Spannung wird dann im Komparator 4 mit dem Ausgang des Betriebsverstärkers 5 verglichen. In Tabelle 2 sind außerdem diejenigen Spannungen gezeigt, die von den Klemmen 4,5,6 und 7 des Mikroprozessors 10 abgegeben werden, und zwar zum Zweck der Erzielung von Spannungen, welche die Werte von q,. am Ausgang des D/A-Umsetzers 3 repräsentieren.

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909844/1 Oft

Dn Komparator 4 zu verglei chender Wert	Ausgang des D/A-Un- setzers 3	Ausgange (V) des Mikro prozessors 10 an seinen Ausgangsklemmen	5	6	0	7	0
von ^₁ (%)		4	0	0	15
O	0	0	0	15	■ o
50	1	0	0	15	15
100	2	0	0	0	0
150	3	0	15	0	15
200	4	0	15	15	0
250	5	0	15	15	15
300	6	0	15	0	0
350	7	0	0	0	15
400	8	15	0	15	0
450	9	15	0	15	15
500	10	15	0	0	0
550	11	15	15	0	15
600	12	15	15	15	0
650	13	15	15	15	15
700	14	15	15
750	15	15

Der Ausgang des D/A-Umsetzers 2, welcher den im Mikroprozessor 10 befindlichen Wert von P zugeordnet ist, wird in einem Multiplier

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11 mit der Konstanten K multipliziert und dann im Komparator mit dem Ausgang des Strom/Spannung-Umsetzers 7 verglichen. Das Ziel dieses Vergleiches ist es, zu bestimmen, ob der Stromfluß durch die Leitung 9 den durch den Punkt Q repräsentierten Stromwert erreicht oder nicht. Der Ausgang des Komparators 4 ist mit dem Fehlereingang S des Mikroprozessors 10, der Ausgang des Komparators 6 mit dem Unterbrechungseingang I des Prozessors 10 verbunden.

Nachfolgend soll nun die Funktionsweise des anhand von Fig. 2 beschriebenen Geräts erläutert werden.

Das Gerät soll auf der Grundlage der in Fig. 3 gezeigten Unterbrechungskennlinie arbeiten, wobei die vorgegebenen Werte des Stroms in Prozenten P + OL. nach folgenden Zeitspannen (Sekunden) unterbrochen werden sollen.

P + 0 nicht unterbrochen

P + 100 t₁ see.

P + 150 t„ see.

P + 200 t₃ see.

P + 250 t₄ see.

P + 300 t₅ see.

P + 400 t, see.

P + 500 t_ see.

P + 600 tg see.

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Ö098U/101T

Dabei sind die in den Mikroprozessor vorher eingegebenen Stromwerte P+a. nicht zwangsläufig auf acht Werte begrenzt, können vielmehr aus fünfzehn Werten (bestimmt durch die Zahl der Eingänge des Umsetzers 3) der Tabelle 2 beliebig .ausgewählt werden, während der Wert von P so festgesetzt werden kann, daß er irgendeinem der durch die Zahl der Eingänge des Umsetzers 2 gegebenen Werte entspricht, wobei auf Tabelle 1 verwiesen wird.

Die oben aufgelisteten Ströme in Prozenten P + °C . (i- 15) und Verzogerungszeiten t. werden im Mikroprozessor 10 gespeichert und dienen als Daten, welche für die Durchführung eines Programms gemäß den Fig. 4 und 5 herangezogen werden.

Im Mikroprozessor 10 wird das in Fig. 4 dargestellte Programm durchgeführt. Beim Start des Programms werden die A/D-Umsetzer 2 und 3 in Betrieb gesetzt, so daß von den Stufen 41 und 42 die vorgeschriebenen Werte abgegeben werden, worauf in der folgenden Stufe 43 festgestellt wird, ob ein Fehiereingang vorhanden ist. Die Stufe 43 wird solange wiederholt bis am Eingang S des Prozessors 10 ein Fehlereingang empfangen wird. Wird ein Fehlereingang empfangen_fdann erfolgt ein Stromunterbrechungsvorgang gemäß Fig.

Die Anwesenheit eines Fehlereingangs zeigt an, daß der Stromfluß durch die Leitung 9 einen Strom in Prozenten von P + «(. überschreitet. Aus diesem Grund werden die einen Fehlereingang feststellenden Schritte 43 durchgeführt, und zwar beginnend mit einem Stromwert, der unter Berücksichtigung einer unnötigen Verzögerung

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gewählt ist. Bei dem Vorgang gemäß Fig. 5 wird also i = i gesetzt und das Vorhandensein eines Fehlereingangs nacheinander in der Stufe 53 festgestellt, wobei der Wert von i jedes Mal um eins erniedrigt wird, und zwar in der Stufe 54. Auf diese Weise wird die unterste Grenze des einen Fehlereingang verursachenden Stromwertes ermittelt.

wird

Im Mikroprozessor der die Verzogerungszeit t. für den den Fehlereingang enthaltende Wert von i berechnet und der Ausschalter 12 wird nach t. Sekunden durch ein Ausgangssignal ausgelöst, das über die Leitung 1 abgegeben wird.

Bei dem beschriebenen Vorgang wird also die überstrom-Schutz-Kennlinie durch den in Fig. 6 gezeigten Treppenzug angenähert. Das Pro« rtramm kann aber auch so gestaltet werden, daß die Kennlinie durch einen Polygonzug angenähert wird, welcher durch Verbinden der Punkte P₁, Po··· ^po erhalten wird.

Fließt durch die Netzleitung 9 ein Strom K χ P % so muß der Strom sofort unterbrochen werden. Fließt durch die Leitung ein Strom größer als K χ P % dann wird vom Komparator 6 ein Ausgang erzeugt und dieser Ausgang auf den ünterbrechungseingang I des Mikroprozessors 10 gegeben. Damit wird die weitere Durchführung des in Fig. 4 gezeigten Programms unterbrochen und es wird über die Leitung 1 sofort ein Ausgangssignal zum Auslösen des Ausschalters 12 abgegeben.

Der Mikroprozessor 10 ist üblicherweise als Plättchen ausgebildet

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" ¹⁷ " 2817174

und besitzt einen Speicher mit direktem Zugriff und einen Festspeicher. Der Mikroprozessor 10 besitzt Eingangs/Ausgangs-Klemmen 0,1...8, einen Fehlereingang S und einen ünterbrechungseingang Ferner werden dem Mikroprozessor 10 von außen Taktimpulse und die Spannung einer Energiequelle - nicht gezeigt - zugeführt.

Bei dem Mikroprozessor 10 kann es sich beispielsweise um einen handelsüblichen Typ handeln, etwa den Typ TMS 9940 von Texas Instrument oder den Typ TLCS-43 von Tokyo Shibaura.

Jede der Eingangs/Ausgangs-Klemmen des Prozessors wird durch einen üblichen Schaltkreis gemäß Fig. 7 gebildet. Wird die Eingangs/ Ausgangs-Klemme nur als Ausgangsklemme verwendet so wird von der Ausgangsklemme 75 dann ein Spannungssignal O V (Erdpotential) oder + 5 V abgegeben, wenn gemäß einem Programm auf die Leitung 71 ein logisches Signal gegeben und die Leitung 72 als Schreibleitung verwendet wird.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel (in Form eines Kreises mit verketteten Widerständen) eines bekannten Umsetzers, der als D/A-ümsetzer oder 3 von Fig. 2 verwendbar ist. Bei diesem Beispiel setzt jeder Verstärker 81 die vom Ausgang des Mikroprozessors 10 gelieferten +5V in +1,5V um, und zwar im Fall des D/A-ümsetzers 2, bzw. in +15V im Fall des D/A-ümsetzers 3. Beim D/A-ümsetzer 2 wird ein Vorkreis 83 verwendet, um eine Vorspannung von 7V dem Umsetzer zuführen zu können.

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Die Komparatoren 4 und 6 von Fig. 2 sind von üblicher Bauart, während der Komparator 5 dann +5V abgibt, wenn die an seine positive Klemme gelegte Spannung größer ist als die an seiner negativen Klemme liegende Spannung und die Differenz 0,1V übersteigt. Die Klemmen S und I des Mikroprozessors 10 können die Anwesenheit eines Fehlereingangs bzw. eines Unterbrechungseingangs feststellen, unter der Voraussetzung, daß diese Eingänge gleich oder größer sind als +5V.

Eine Abwandlungsform der Erfindung ist in Fig. 9 gezeigt, in welcher den Teilen der Fig. 2 entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Bei dieser Abwandlungsform, ist der D/A-Umsetzer 2 mit Vorkreis weggelassen und der Wert von P wird mittels eines Schiebewiderstands 13 eingestellt. Die Funktion der Einstellung von P muß deshalb vom Prozessor 10 nicht übernommen werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt, wo ebenfalls gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich zwar das Einstellen des Wertes P unter Verwendung eines Schieberegisters 15 von der Einstellungsart nach Fig. 9, jedoch ist das Merkmal des Fehlens der Voreinstellung des Wertes P durch den Mikroprozessor ähnlich verwirklicht wie bei der ersten Abwandlungsform. Bei der Abwandlungsform nach Fig. 10 wird zusätzlich die Bezugsspannung für den

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Komparator 6 durch einen weiteren Schiebewiderstand 14 eingestellt, der mit dem Schiebewiderstand 15 verriegelt ist.

Die Werte des Stroms in Prozenten P+Ot. und der Verzögerungszeit t. von Fig. 3 können im Mikroprozessor 10 durch ein Strom-Zeit-Einstellpult 14 eingestellt werden, welches in Fig. 12 dargestellt ist, wobei ebenfalls mit der Fig. 2 gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Bei dem Strom-Zeit-Einstellpult von Fig. 12 sind längs der X-Achse sechzehn Stromwerte von P bis P + 750% vorgesehen, während die im allgemeinen gleiche Zahl von Verzogerungszeiten längs der Y-Achse eines rechtwinkeligen Koordinatensystems angeordnet sind. Sind auch 16 Verzogerungszeiten Vorhände^ dann ergeben sich 16x16=256 Kreuzungspunkte, deren Koordinaten von den Stromwerten und Verzögerungszeiten abgeleitet sind. An diesen Kreuzungsstellen befinden sich Einstellschalter für die Koordinierungs-Auslösekurve, wobei jeder Schalter aus einem in ein Loch 122 einsteckbaren Stöpsel 121 besteht. Diese matrixartig angeordneten Schalter sind offen, wenn sich der Stöpsel 121 außerhalb des Lochs 122 befindet. Außerdem befinden sich am Pult 14 Digitalschalter 123 zum Einstellen des Wertes von P%, sowie ein Leistungsschalter 124, welcher dem in Fig. 13 gezeigten Schalter 132 entspricht, wobei in Fig. 13 der Schalter 132 als Teil eines mit dem Pult 14 verbundenen Schaltkreises dargestellt ist. Bei diesem Schaltkreis wird die Spannung einer Energiequelle 131 durch den Schalter 132 über die Speiseleitungen 138 und 139 zugeführt. Nach Schließen eines Schalters

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133, der einem der matrixartig am Pult angeordneten Schalter entspricht, werden damit verbundene Flip-Flop-Kreise 96 und 97 gestellt. Wenn der Schalter 133 geöffnet wird_fdann werden die beiden Flip-Flop-Kreise zurückgestellt. Die Flip-Flop-Kreise 136 sind in einem Register 134 in Reihe geschaltet, so daß sie den Strömen in Prozenten P+ . zugeordnet sind. D.h., der Flip-Flop-Kreis 136 am weitesten links entspricht dem Stromprozentsatz P + 50%, während die nächstfolgenden Flip-Flop-Kreise 136 der Reihe nach den Stromprozentsätzen P+100%, P+150% usw. entsprechen.

Andererseits sind die Flip-Flop-Kreise 137 im Register 135 in Reihe geschaltet, so daß eine Zuordnung zu den Verzögerungszeiten t. möglich ist. D.h., der Flip-Flop-Kreis 137 am weitesten links entspricht der Längsverzögerungszeit_fund die nächstfolgenden Flip-Flop-Kreise 137 sind der Reihe nach Verzögerungszeiten von jeweils vermindertem Wert zugeordnet.

Die Register 134 und 135 sind mit dem Mikroprozessor 10 über einen Multiplexer 13 verbunden, der in Fig. 11 dargestellt ist. Um vier Eingangs/Ausgangs-Kreise des Mikroprozessors 10 verwenden zu können_; verbindet der Multiplexer 13 selektiv vier Bits der Register 134 und 135, und zwar abwechselnd beginnend von dem Ende ganz links des Registers, so daß diese Bits ausgelesen und im Prozessor 10 gespeichert werden können. Auf diese Weise werden die in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Werte sowie ein Querbezugswert zwischen den Werten und den Bits im Register 134 im Speicherteil des Pro-

S098U/1Q1t

zessors 10 gespeichert.

Die Bedienungsperson des Schaltpults 14 betätigt zuerst die Digitalschalter 123 zum Einstellen des Wertes von P und betätigt dann in geeigneter Weise die Schalter 133 von Fig. 13, um so die Stromwerte und die Verzögerungszeiten in Übereinstimmung mit einer Überstrom-Unterbrechungs-Kennlinie wie sie in Fig. 3 gezeigt ist einzustellen. Beispielsweise werden die Stöpsel 121 auf Fig. 12 in vorgegebene Löcher 122 eingesteckt, wodurch sich der weitere Vorteil ergibt, daß die Bedienungsperson auf einen Blick die Überstrom-Schutzkennlinie erkennen kann.

Auf der Grundlage des Schrittes 41 des Flußdiagramms von Fig. 4

liest der Mikroprozessor 10 die Einstellwerte der Digitalschalter 123 von Fig. 12 aus, so daß der Wert von P bekannt ist und erzeugt an den Ausgangsklemmen 0,1,2,3 solche Spannungen, welche geeignet sind, eine Spannung entsprechend dem Wert von P am Ausgang des A/D-Umsetzers 2 hervorzurufen, wie dies vorab erläutert worden ist. Um den Wert von a.. und von t. zum Zeitpunkt der Durchführung der Schritte 52 und 56 des Flußdiagramms von Fig. 5 in Erfahrung zu bringen_#tastet der Mikroprozessor 10 die Register 134 und 135 von Fig. 13 von rechts nach links und von unten nach oben ab. Sobald er in den Registern 2 Flip-Flop-Kreise mit der Einstellung "1" auffindet^ berechnet der Mikroprozessor q. und t. entsprechend den Stellungen der Flip-Flop-Kreise, und zwar in Bezug auf die im Prozessor 10 gespeicherten Werte der Tabellen 1 und 2.

Für die Ausführung der nächsten Programmschleife tastet der Pro-

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zessor die Flip-Flop-Kreise in den Registern 134 und 135 wieder in Richtung nach rechts und in Richtung nach oben ab, und zwar beginnend mit den Bit-Positionen der oben erläuterten beiden Flip-Flop-Kreise; der Prozessor sucht also das nächste Paar von Flip-Flop-Kreisen mit der Stellung "1" auf.

Dieser Vorgang wird so oft durchgeführt bis die Werte von ^i. und t. für die Ausführung der nächsten Programmschleife ermittelt sind.

Soll die Zeit vermindert werden, welche der Mikroprozessor zur Auffindung der Werte von ct. und t. benötigt, dann kann das Programm des Mikroprozessors so gestaltet werden, daß die Einstellung der Digitalschalter 123 und der Register 134 und 135 des Einstellpults 14 für die Auslesekurve unmittelbar nach dem Beginn des Programms ausgelesen werden und daß die ausgelesenen Werte von Ρ+Λ· und t. (i = 1,2,3...) im Speicher des Prozessors gespeichert werden. Gemäß diesem Verfahren ist es nicht erforderlich, die Einstellungen des Auslösekurve-Einstellpults für die Durchführung der nachfolgenden Programnschritte auszulesen, vielmehr werden dazu lediglich die Inhalte des Speichers herabgezogen. Damit ist es dann möglich, das Schaltpult abzuschalten wenn einmal die J Einstellungen auf dem Schaltpult im Mikroprozessor 10 gespeichert sind.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Überstrom-Schutzvorrichtung zum Unterbrechen des durch eine elektrische Netzleitung fließenden Überstroms in Übereinstimmung mit einer Strom-Zeit-Kennlinie, gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor (10), einen Strom-Spannungs-Umsetzer (7) zum Umsetzen eines durch die Netzleitung (9) fließenden Stroms in eine Spannung, durch an den Ausgang des Mikroprozessors (TO) angeschlossene D/AUmsetzer (2,3) zum Umsetzen des Prozessorausgangs in eine Spannung, durch Komparatorkreise (4,5), welche den Ausgang des Strom-Spannungs-Umsetzers (7) mit dem Ausgang der D/A-Umsetzer (2,3) vergleichen und dem ersten Eingang des Mikroprozessors (10) dann ein Ausgangssignal zuleiten, wenn der Ausgang des Strom-Spannung-Umsetzers (7) den Ausgang der D/A-Umsetzer (2,3) übertrifft, und durch einen gesonderten Komparatorkreis (6), welcher den Ausgang des Strom-Spannung-Umsetzers (7) mit einer Bezugsspannung vergleicht, welche einen sofort zu unterbrechenden Überstromwert anzeigt, und der auf einen zweiten Eingang des Mikroprozessors (10) dann ein Ausgangssignal gibt, wenn der Ausgang des Strom-Spannung-

Bankhaus Merck. Finck & Co.. München

(BLZ 70030400) Konto Nr 254649

909 8 44/1 Ott

Bankhaus H. Aufhäuser. München (BLZ 70030600Ϊ Konto-Nr. 261300

Telegrammadresse Patentsenior

Postscheck: München

(BLZ 70010080) Konto-Nr. 20904-800

Umsetzers (7) die Bezugsspannung übertrifft, wobei der Mikroprozessor (10) Speicherelemente zum Speichern der der Strom-Zeit-Kennlinie entsprechenden Strom- und Zeitwerte, Schaltelemente zur Abgabe von AusgangsSignalen, welche der Reihe nach Stromwerte vom höchsten Stromwert zum kleinsten Stromwert repräsentieren, solange auf den Eingang der D/A-Umsetzer (2,3) geben bis am ersten Eingang ein Eingangssignal empfangen wird, Leseelemente zum Auslesen eines Zeitwerts, welcher dem Stromwert entspricht, der den Empfang eines Eingangssignals am ersten Eingang verursacht hat, und schließlich Schaltelemente aufweist, die dann, wenn ein Signal am ersten Eingang des Mikroprozessors eingeht, einen Auslösebefehl nach Ablauf der erwähnten Zeitspanne abgeben, bei Ankunft eines Signals am zweiten Prozessor-Eingang diesen Auslösebefehl jedoch sofort abgeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die D/A-Umsetzer (2,3) aus zwei Umsetzern bestehen, nämlich einem ersten D/A-Umsetzer, der einen Ausgang des Mikroprozessors in eine Spannung P umsetzt, und einen zweiten D/A-Umsetzer, der einen Ausgang des Mikroprozessors in eine Spannung a. . umsetzt, und daß die Komparatorkreise aus zwei Komparatorkrexsen bestehen, nämlich einem ersten Komparator, der den für die Spannung P repräsentativen Ausgang mit dem Ausgang des Strom-Spannung-Umsetzers vergleicht, und einem zweiten Komparator, der den Ausgang des ersten Komparators mit dem für die Spannung α . repräsentativen Ausgang des zweiten D/A-Umsetzers vergleicht, wobei der Ausgang des zweiten Komparatorkreises mit dem ersten Eingang des Mikroprozessors verbunden ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der D/A-Umsetzer aus einem einzigen Umsetzer besteht, der einen Ausgang des Mikroprozessors in eine für et ■ repräsentative Spannung umsetzt, daß die Komparatorkreise aus einem ersten und aus einem zweiten Komparator bestehen und daß ein Schiebewiderstand zur Eingabe einer für P repräsentativen Spannung vorgesehen ist, wobei der erste Komparator den Ausgang des Strom-Spannung-Umsetzers mit der für P repräsentativen Spannung und der zweite Komparator den Ausgang des ersten Komparators mit dem für <%. repr sentativen Ausgang des D/A-Umsetzers vergleicht, und wobei der Ausgang des zweiten Komparators mit dem ersten Eingang des Mikroprozessors verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für einen sofort zu unterbrechenden Stromwert repräsentative Bezugsspannung durch einen Vervielfacher geliefert wird, der den für die Spannung P repräsentativen Ausgang des ersten D/A-Komparators mit einem Konstantwert K multipliziert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für einen sofort zu unterbrechenden Stromwert repräsentative Bezugsspannung vom Ausgang eines Vervielfachers geliefert wird, der die vom Schiebewiderstand eingestellte, für P repräsentative Spannung multipliziert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger D/A-Umsetzer zum Umsetzen eines Ausgangs des Mikroprozessors

§0 9 β/U MfHt

in eine für CL. repräsentative Spannung vorgesehen ist, daß ein erster und ein zweiter Komparator vorhanden sind, daß ein Schiebewiderstand zur Einstellung einer für P repräsentativen Spannung vorgesehen ist, die vom Ausgang des Strom-Spannungs-Umsetzers subtrahiert wird, daß der erste Komparator das Ergebnis der Subtraktion mit einer Nullspannung vergleicht und daß der zweite Komparator den Ausgang des ersten Komparators für q. repräsentativen Ausgang des einzigen D/A-ümsetzers vergleicht, wobei der Ausgang des zweiten Komparators auf den ersten Eingang des Mikroprozessors bewegt wird und wobei ein weiterer Schiebewiderstand vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung durch einen Vervielfacher multipliziert und dann im gesonderten Komparator (6) mit dem Ausgang des Strom-Spannung-Umsetzers verglichen wird, worauf der Ausgang des gesonderten Komparators dem zweiten Eingang des Mikroprozessors zugeführt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Einstellpult zum Einstellen der Koordinierungsauslösekurve, wobei das Einstellpult in Matrixform angeordnete Schalter und Digitalschalter aufweist und wobei die die Strom-Zeit-Kennlinie repräsentierenden Stromwerte und Zeitspannung zuerst auf dem Einstellpult eingestellt und dann in den Speicher des Mikroprozessors eingeschrieben werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den Stromwerten P + Q■ und den Zeitspannen mittels der in Matrixform angeordneten Schalter eingestellt wird, der Wert von P dagegen durch die Digitalschalter.

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