AT523243A1

AT523243A1 - Protection device for a circuit

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Publication number: AT523243A1
Application number: ATA8001/2021A
Authority: AT
Original assignee: Sprecher Automation Gmbh
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2021-06-15

Abstract

Es wird eine Schutzvorrichtung (1) für einen Stromkreis (2), die eine Auslöseeinheit (6) mit einem Signaleingang (3) für Signaldatensätze analog/digital gewandelter, Betriebsgrößen entsprechender Signale und einen von der Auslöseeinheit (6) in Abhängigkeit der Signaldatensätze mit einem Steuersignal beaufschlagten Steuerausgang (7) für einen Schutzaktor (8) aufweist, beschrieben. Um eine Schutzvorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass eine zuverlässige und zeiteffiziente Fernprüfung der Schutzvorrichtung ermöglicht wird, ohne dass es zu Unterbrechungen des Prozessbetriebes kommt, wird vorgeschlagen, dass die Schutzvorrichtung (1) eine mit einer Prüfeinheit (9) verbundene Prüfschnittstelle (10) zur Eingabe von Prüfsignalpaketen und zur Ausgabe von Protokolldatenpaketen aufweist, dass die Prüfeinheit (9) mit der Auslöseeinheit (6) zur Eingabe von Prüfsignaldatensätzen verbunden ist und dass die Prüfeinheit (9) ein mit der Auslöseeinheit (6) verbundenes Aufzeichnungsmodul (13) zum Speichern der Protokolldatensätze in Protokolldatenpaketen umfasst.There is a protective device (1) for a circuit (2), which has a trigger unit (6) with a signal input (3) for signal data sets of analog / digital converted, operating variables corresponding signals and one of the trip unit (6) depending on the signal data sets with a Control signal acted upon control output (7) for a protective actuator (8) is described. In order to design a protective device of the type described at the beginning in such a way that a reliable and time-efficient remote test of the protective device is made possible without interrupting process operation, it is proposed that the protective device (1) have a test interface (10) connected to a test unit (9) ) for the input of test signal packets and for the output of protocol data packets that the test unit (9) is connected to the trigger unit (6) for the input of test signal data sets and that the test unit (9) has a recording module (13) connected to the trigger unit (6) for Saving the log records in log data packets includes.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für einen Stromkreis, die eine Auslöseeinheit mit einem Signaleingang für Signaldatensätze analog/digital gewandelter, Betriebsgrößen entsprechender Signale und einen von der Auslöseeinheit in Abhängigkeit der Signaldatensätze mit einem Steuersignal The invention relates to a protection device for a circuit, which has a trigger unit with a signal input for signal data sets of analog / digital converted, operating variables corresponding signals and one of the trip unit depending on the signal data sets with a control signal

beaufschlagten Steuerausgang für einen Schutzaktor aufweist. has applied control output for a protective actuator.

Zur Prüfung der korrekten Funktion von Schutzgeräten wie beispielsweise Schutzrelais ist es bekannt, vor Ort Schutzprüfgeräte mit den jeweiligen Signaleingängen des Schutzgerätes zu verbinden und auf diese Weise Signale von fehlerfreien und fehlerbehafteten Betriebszuständen nachzubilden. Nachteilig ist allerdings, dass zur Vorbereitung, Durchführung und Überwachung des Prüfvorganges immer eine Bedienperson vor Ort anwesend sein muss, wodurch sich solche Prüfverfahren als äußerst zeitaufwändig gestalten. Darüber hinaus müssen zur Prüfung die überwachten Teile des Stromkreises von dem Schutzgerät getrennt werden, um einerseits die Prüfsignale anlegen zu können und um andererseits eine Auslösung eines Schutzaktors aufgrund der Prüfsignale zu To check the correct functioning of protective devices such as protective relays, it is known to connect protective test devices to the respective signal inputs of the protective device on site and in this way to simulate signals of error-free and faulty operating states. However, it is disadvantageous that an operator must always be present on site to prepare, carry out and monitor the test process, which means that such test methods are extremely time-consuming. In addition, the monitored parts of the circuit must be disconnected from the protective device for testing in order to be able to apply the test signals on the one hand and to trigger a protective actuator on the other hand based on the test signals

verhindern. prevent.

Aufgrund der zunehmenden Digitalisierung ist es bekannt, die Signale von Messstellen für Betriebsgrößen analog/digital zu wandeln und über einen gemeinsamen Prozessbus den Schutzvorrichtungen zur Verfügung zu stellen. Hierbei können mithilfe eines Prüfgerätes erzeugte Datenstreams, die verschiedene Strom- und Spannungswerte in digitaler Form abbilden, der Schutzvorrichtung über den Prozessbus übermittelt werden. Auf Basis des übermittelten Datenstreams wird Due to the increasing digitalization, it is known to convert the signals from measuring points for operating variables analog / digital and to make them available to the protective devices via a common process bus. In this case, data streams generated with the aid of a test device, which map various current and voltage values in digital form, can be transmitted to the protective device via the process bus. Based on the transmitted data stream,

die Schutzvorrichtung auf ihre korrekte Funktion zufolge der einen jeweiligen the protective device on its correct function according to the respective

erreichbar. reachable.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass eine zuverlässige und zeiteffiziente Fernprüfung der Schutzvorrichtung ermöglicht wird, ohne dass es zu The invention is therefore based on the object of designing a protective device of the type described at the outset in such a way that a reliable and time-efficient remote testing of the protective device is made possible without it

Unterbrechungen des Prozessbetriebes kommt. Process operation is interrupted.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Schutzvorrichtung eine mit einer Prüfeinheit verbundene Prüfschnittstelle zur Eingabe von Prüfsignalpaketen und zur Ausgabe von Protokolldatenpaketen aufweist, dass die Prüfeinheit mit der Auslöseeinheit zur Eingabe von Prüfsignaldatensätzen verbunden ist und dass die Prüfeinheit ein mit der Auslöseeinheit verbundenes Aufzeichnungsmodul zum Speichern der Protokolldatensätze in The invention solves the problem in that the protective device has a test interface connected to a test unit for the input of test signal packets and for the output of protocol data packets, that the test unit is connected to the trigger unit for the input of test signal data records, and that the test unit has a recording module connected to the trigger unit to save the log records in

Protokolldatenpaketen umfasst. Includes log data packets.

Durch die vom Signaleingang unabhängige Übermittlung von Prüfsignalpaketen, also mehreren, zu einem Paket zusammengefassten Prüfsignaldatensätzen kann eine Trennung der Schutzvorrichtung von der Quelle der analog/digital gewandelten Betriebsgrößen unterbleiben und das Übertragen der Prüfsignaldatensätze aus dem Prüfsignalpaket von der Prüfeinheit an die Auslöseeinheit kann mit einer vorgegebenen Taktrate innerhalb der Schutzvorrichtung erfolgen, sodass etwaige Laufzeitschwankungen bei der Übertragung der Prüfsignalpakete keinen Einfluss auf die Prüfung haben. Umgekehrt kann durch die Aufzeichnung der von der Auslöseeinheit ausgegebenen Protokolldatensätze innerhalb der Schutzvorrichtung As a result of the transmission of test signal packets independent of the signal input, i.e. several test signal data sets combined into one packet, the protection device can be omitted from the source of the analog / digitally converted operating parameters and the test signal data records from the test signal packet can be transmitted from the test unit to the trip unit with a specified Clock rate take place within the protective device, so that any fluctuations in runtime during the transmission of the test signal packets have no influence on the test. Conversely, by recording the log data records output by the trip unit within the protective device

die externe Verbindung zu Schutzaktoren grundsätzlich bestehen bleiben, wenn der the external connection to protective actuators remain in place if the

somit in einfacher Weise ermöglicht. thus made possible in a simple manner.

Obwohl die Auslöseeinheit grundsätzlich nur einen umschaltbaren Signaleingang, der entweder mit dem Signaleingang der Schutzvorrichtung oder mit dem Prüfsignalausgang der Prüfeinheit verbunden wird und / oder nur einen umschaltbaren Steuerausgang, der entweder mit dem Steuerausgang der Schutzvorrichtung oder dem Protokollsignaleingang der Prüfeinheit verbunden wird, aufweisen kann, ergeben sich besonders günstige Prüfbedingungen, wenn die Auslöseeinheit einen vom Signaleingang getrennten Prüfsignaleingang zur Eingabe von Prüfsignaldatensätzen und/oder einen vom Steuerausgang getrennten Protokollsignalausgang zur Ausgabe von Protokolldatensätzen aufweist. Zufolge dieser Maßnahmen kann über die getrennten Prüfsignaleingänge bzw. Protokollsignalausgänge eine vom Normalbetrieb völlig unabhängige Prüfung durchgeführt werden, solange sichergestellt ist, dass sowohl der Signaleingang für den Normalbetrieb als auch der Prüfsignaleingang der gleichen Auslöselogik zugeführt wird. Bei einem getrennten Protokollsignalausgang kann einerseits der Prüfsignaleingang nur den Protokollsignalausgang beeinflussen, während der Although the trip unit can basically only have one switchable signal input that is connected either to the signal input of the protective device or to the test signal output of the test unit and / or only one switchable control output that is connected either to the control output of the protective device or the protocol signal input of the test unit, particularly favorable test conditions result when the trigger unit has a test signal input separate from the signal input for inputting test signal data sets and / or a protocol signal output separate from the control output for outputting protocol data sets. As a result of these measures, a test that is completely independent of normal operation can be carried out via the separate test signal inputs or protocol signal outputs, as long as it is ensured that both the signal input for normal operation and the test signal input are fed to the same trigger logic. With a separate protocol signal output, the test signal input can only influence the protocol signal output during the

Signaleingang für den Normalbetrieb nur den Steuerausgang beeinflusst und Signal input for normal operation only affects the control output and

Diagnose erleichtern. Make diagnosis easier.

Um die gerade bei transienten Betriebszuständen auftretenden, hochdynamischen Signalverläufe korrekt abbilden zu können, kann die Prüfeinheit mit einem Systemtaktgeber zur synchronisierten Übertragung von Prüfsignaldatensätzen eines Prüfsignalpaketes an die Auslöseeinheit verbunden sein. Dieser Systemtaktgeber kann beispielsweise von einem über den Prozessbus vorgegebenen Systemtakt In order to be able to correctly map the highly dynamic signal curves that occur in transient operating states, the test unit can be connected to a system clock for the synchronized transmission of test signal data sets of a test signal packet to the triggering unit. This system clock generator can, for example, come from a system clock specified via the process bus

gespeist werden. be fed.

Bei Schutzvorrichtungen ist neben einer ordnungsgemäßen Funktion der Auslöselogik auch eine korrekte Konfiguration der Betriebsparameter für einen zuverlässigen Betrieb entscheidend. Beispielsweise ist bei Schutzrelais die korrekte Vorgabe von primär- und sekundärseitigen Übersetzungsverhältnissen von Messwandlern erforderlich. Um solche Betriebsparameter bei einer Überprüfung ebenfalls berücksichtigen zu können, wird vorgeschlagen, dass sowohl die Auslöseeinheit als auch die Prüfeinheit mit einem Parameterspeicher verbunden sind. Auf diese Weise kann vor dem Anlegen der Prüfsignaldatensätze an die Auslöseeinheit ein entsprechender Parametersatz in den Parameterspeicher geschrieben oder aber der im Parameterspeicher vorhandene Parametersatz auf In the case of protective devices, in addition to the proper functioning of the tripping logic, correct configuration of the operating parameters is crucial for reliable operation. For example, in the case of protective relays, the correct specification of primary and secondary-side transformation ratios of instrument transformers is required. In order to also be able to take such operating parameters into account during a check, it is proposed that both the triggering unit and the test unit be connected to a parameter memory. In this way, before the test signal data records are applied to the trip unit, a corresponding parameter record can be written into the parameter memory, or the parameter record present in the parameter memory can be opened

Plausibilität geprüft werden. Plausibility checked.

Um mehrere erfindungsgemäße Schutzvorrichtungen gemeinsam überprüfen zu können bzw. um solche Prüfungen in einem Stromkreis aufeinander abstimmen und automatisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass die Prüfschnittstelle mit einem Prüfbus verbunden ist. Dieser Prüfbus kann im Gegensatz zum Prozessbus geringeren Echtzeitanforderungen genügen und bei geeigneten Sicherheitsmaßnahmen auch an andere Übertragungsmedien angeschlossen In order to be able to test several protective devices according to the invention together or to be able to coordinate and automate such tests in a circuit, it is proposed that the test interface be connected to a test bus. In contrast to the process bus, this test bus can meet lower real-time requirements and, with suitable security measures, can also be connected to other transmission media

werden. become.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Prüfung einer The invention also relates to a method for testing a

erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung, wobei ein Prüfsignalpaket über die Protection device according to the invention, with a test signal packet on the

abgerufen werden. can be retrieved.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar In the drawing, the subject matter of the invention is shown as an example, namely

in einem schematischen Blockschaltbild. in a schematic block diagram.

Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 1 für einen Stromkreis 2 weist einen Signaleingang 3 auf, über den Betriebsgrößen entsprechende Signale von Messstellen 4, wie beispielsweise Strom oder Spannung, die über Analog/DigitalWandler 5 in Signaldatensätze umgewandelt wurden an eine Auslöseeinheit 6 übergeben werden. Entsprechend einer Auslöselogik gibt die Auslöseeinheit 6 ein Steuersignal aus, das über einen Steuerausgang 7 einem Schutzaktor 8, wie beispielsweise einem Relais zugeleitet wird. Die Schutzvorrichtung 1 umfasst darüber hinaus eine Prüfeinheit 9, die mit einer Prüfschnittstelle 10 verbunden ist. Über diese Prüfschnittstelle 10 können Prüfsignalpakete an die Prüfeinheit 9 A protective device 1 according to the invention for a circuit 2 has a signal input 3 via which signals from measuring points 4, such as current or voltage, which have been converted into signal data sets via analog / digital converters 5, are transferred to a trigger unit 6 via which operating parameters correspond. In accordance with a triggering logic, the triggering unit 6 outputs a control signal which is fed via a control output 7 to a protective actuator 8, such as a relay, for example. The protective device 1 also includes a test unit 9 which is connected to a test interface 10. Test signal packets can be sent to the test unit 9 via this test interface 10

übertragen oder Protokolldatenpakete von der Prüfeinheit 9 abgerufen werden. transmitted or protocol data packets are retrieved from the test unit 9.

Zur Überprüfung der korrekten Funktion der Auslöseeinheit 6 ist diese über einen Prüfsignaleingang 11 mit einem Prüfsignalausgang der Prüfeinheit 9 verbunden, über den einzelne Prüfsignaldatensätze eines über die Prüfschnittstelle 10 übertragenen Prüfsignalpaketes übertragen werden, und zwar in einer vorgegebenen Taktrate, vorzugsweise in der Taktrate der Auslöseeinheit 6 selbst bzw. in der Taktrate der Signaldatensätze, die über den Signaleingang 3 übergeben werden. Gleichzeitig weist die Auslöseeinheit 6 einen Protokollsignalausgang 12 zur To check the correct functioning of the trip unit 6, it is connected via a test signal input 11 to a test signal output of the test unit 9, via which individual test signal data records of a test signal packet transmitted via the test interface 10 are transmitted, namely at a predetermined clock rate, preferably at the clock rate of the trip unit 6 itself or in the clock rate of the signal data records that are transferred via signal input 3. At the same time, the trigger unit 6 has a protocol signal output 12

Ausgabe von Protokolldatensätzen auf. Dieser Protokollsignalausgang 12 ist mit Output of log records on. This protocol signal output 12 is with

Protokolldatensätze zu einem Protokolldatenpaket zusammenfasst und abspeichert. Combines and stores log data records in a log data package.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Ergebnis der Auswertung der über den Prüfsignaleingang 11 übertragenen Prüfsignaldatensätze ausschließlich über den Protokollsignalausgang 12 ausgegeben, während das Ergebnis der Auswertung der über den Signaleingang 3 übertragenen Signaldatensätze ausschließlich über den Steuerausgang 7 ausgegeben wird. In einer nicht näher dargestellten alternativen Ausführungsform können der Signaleingang 3 und der Prüfsignaleingang 11 und / oder der Steuerausgang 7 und In a particularly preferred embodiment, the result of the evaluation of the test signal data records transmitted via the test signal input 11 is output exclusively via the protocol signal output 12, while the result of the evaluation of the signal data records transmitted via the signal input 3 is output exclusively via the control output 7. In an alternative embodiment not shown in detail, the signal input 3 and the test signal input 11 and / or the control output 7 and

der Protokollsignalausgang 12 umgeschaltet oder wechselweise deaktiviert werden. the protocol signal output 12 can be switched or alternately deactivated.

Für die Auslöseeinheit 6 und die Prüfeinheit 9 kann ein gemeinsamer Systemtaktgeber 14 vorgesehen sein, der über einen Taktsignaleingang 15 mit einem Prozessbus 16 verbunden ist, über den beispielsweise auch die Signaldatensätze von den Analog/Digital-Wandlern 5 an den Signaleingang 3 A common system clock generator 14 can be provided for the trigger unit 6 and the test unit 9, which is connected to a process bus 16 via a clock signal input 15, via which, for example, the signal data sets from the analog / digital converters 5 to the signal input 3

übertragen werden. be transmitted.

Zur Vorgabe und Überprüfung von Parametersätzen kann ein Parameterspeicher 17 vorgesehen sein, der sowohl mit der Auslöseeinheit 6 als auch mit der Prüfeinheit 9 verbunden ist. Solche Parametersätze können beispielsweise das A parameter memory 17, which is connected both to the triggering unit 6 and to the testing unit 9, can be provided for specifying and checking parameter sets. Such parameter sets can be, for example

Übersetzungsverhältnis eines Messwandlers 18 beinhalten. Transformation ratio of a transducer 18 include.

Zur Fernüberprüfung einer oder mehrerer Schutzvorrichtungen kann die To remotely check one or more protective devices, the

Prüfschnittstelle 10 mit einem Prüfbus 19 verbunden werden. Test interface 10 can be connected to a test bus 19.

Claims

(42672) KA

Expectations

1. Protection device (1) for a circuit (2), which has a trip unit (6) with a signal input (3) for signal data sets of analog / digitally converted, operating variables corresponding signals and one of the trip unit (6) depending on the signal data sets with a control signal has applied control output (7) for a protective actuator (8), characterized in that the protective device (1) has a test interface (10) connected to a test unit (9) for the input of test signal packets and for the output of protocol data packets, that the test unit (9 ) is connected to the trigger unit (6) for the input of test signal data sets and that the test unit (9) has a recording module (13) connected to the trigger unit (6) for

Saving the log records in log data packets includes.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the trigger unit (6) has a test signal input (11) separate from the signal input (3) for entering test signal data sets and / or a protocol signal output (12) separate from the control output (7) for outputting protocol data sets

having.

3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the test unit (9) with a system clock (14) for the synchronized transmission of test signal data sets of a test signal packet to the

Trip unit (6) is connected.

a parameter memory (17) are connected.

5. Protection device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the test interface (10) is connected to a test bus (19)

is.

6. The method for testing a protective device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a test signal packet is transmitted via the test interface (10) to the test unit (9), which transfers the individual test signal data records of the test signal packet to the trip unit (6) and records the log data sets output by the trip unit (6) to form a log data packet, the transmission of the test signal data sets and the recording of the log data sets in the system cycle of the trip unit (6)

he follows.