DE19610666C1 - Anordnung zum Aufrufen einer Funktion eines mehrere verschiedene Schutzfunktionen aufweisenden Schutzgerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Aufrufen einer Funktion eines mehrere verschiedene Schutzfunktionen aufweisenden Schutzgerätes, zum Erfassen von Fehlern in einem zu überwachenden Teil eines elektrischen Energieversorgungs­ systems mit einer Anwahlschaltung, die einen Ablauf der Schutzfunktionen in einer vorgegebenen zeitlichen Reihenfolge sicherstellt.

Eine Anordnung dieser Art ist in dem Schutzgerät 7SA511 der Siemens AG verwirklicht (vgl. Bulletin SEV 1993, H. 11, S. 33-36). Bei dieser bekannten Anordnung kön­ nen einzelne Schutzfunktionen über eine Parametrierung ein- bzw. ausgeschaltet werden. Die bekannte Anordnung ist mit einer Anwahl-Schaltungsanordnung in Form einer Steuerungs­ logik versehen, mit der zur Vermeidung von Wettlauferschei­ nungen ein Ablauf der verschiedenen Schutzfunktionen in einer vorgegebenen zeitlichen Reihenfolge sichergestellt ist. Die Anwahl-Schaltungsanordnung ist fest programmiert, so daß eine nachträgliche Änderung im Ablauf der verschiedenen Schutz­ funktionen nur mit erheblichem Aufwand an Programmierung möglich ist; in jedem Fall ist ein Austausch von Bausteinen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Aufrufen einer Schutzfunktion eines mehrere verschiedene Schutzfunktionen aufweisenden Schutzgerätes so auszugestal­ ten, daß die Reihenfolge des Ablaufs der verschiedenen Schutzfunktionen relativ einfach veränderbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Anordnung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß eingangsseitig einen Zähler auf, der beim Auftreten eines Fehlers in dem zu überwachenden Teil gestartet wird; dem Zähler ist eine Zyklussteuer-Tabelle nachgeordnet, mit der die jeweils gewünschte zeitliche Reihenfolge des Ablaufs der Schutzfunktionen vorgegeben wird, die Zyklussteuer-Tabelle ist über eine Maskierung mit jeweils einem schutzfunktionsspezifischen Konditionierungsbaustein verbunden, der einen Latch-Baustein zur Gewinnung eines den Aktivierungszustand des Konditionierungsbausteins angebenden und ausgewählte Signale eines Ströme und Spannungen des zu überwachenden Teils erfassenden Prozeßmonitors beinhaltenden Zustandsvektors und eine dem Latch-Baustein nachgeordnete Logik-Tabelle enthält, und an die Logik-Tabelle jedes Kondi­ tionierungsbausteins ist ein Schutzfunktionsbaustein ange­ schlossen, der bei Beaufschlagung von der Logik-Tabelle im Falle eines von ihm erfaßten Fehlers im zu überwachenden Teil ein Auslösesignal abgibt.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung be­ steht darin, daß bei ihr durch den Benutzer seinen jeweiligen Erfordernissen bzw. Vorstellungen entsprechend die Reihen­ folge des Ablaufs der verschiedenen Schutzfunktionen verän­ dert werden kann, was insbesondere durch die parametrierbare zyklussteuer-Tabelle und durch die jeweilige Einstellung des schutzfunktionsspezifischen Konditionierungsbausteins ermög­ licht ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungs­ gemäßen Anordnung wird darin gesehen, daß bei ihr ohne weite­ res eine zeitliche Verschachtelung der Schutzfunktionen vor­ genommen werden kann, wobei diese Verschachtelung wiederum zeitlich variabel erfolgen kann; dies führt zu einer beson­ ders guten Auslastung der erfindungsgemäßen Anordnung im Hinblick auf das Abarbeiten verschiedener Schutzfunktionen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist dem Latch-Baustein eine Aktivierungsanordnung vorgeordnet, die eingangsseitig an eine Parametrierung angeschlossen ist, und die Zyklussteuer-Tabelle ist über die Maskierung mit der Aktivierungsanordnung verbunden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungs­ gemäßen Anordnung ist dem Latch-Baustein eine aus einem Fest­ wertspeicher mit Aktivierungsdaten bestehende Aktivierungs­ schaltung vorgeordnet, der eine Parametrierung vorgeschaltet ist, und die Zyklussteuer-Tabelle ist über die Maskierung mit dem Latch-Baustein verbunden. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß allein mittels des Latch- Bausteins eine Verknüpfung der Daten der Aktivierungsschal­ tung und der Zyklussteuer-Tabelle vorgenommen wird.

Ferner wird es als vorteilhaft erachtet, wenn zwischen dem Prozeßmonitor und dem Latch-Baustein eine parametrierbare Signalauswahl-Schaltung angeordnet ist. Durch die Signalaus­ wahl-Schaltung besteht die Möglichkeit, mit den vom Prozeß­ monitor zur Verfügung gestellten Ausgangssignalen dem Latch- Baustein jeweils besondere Befehle, wie z. B. ein Notsignal, zuzuführen.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung, in

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Konditionierungsbausteins, in

Fig. 3 ein Diagramm eines Stromes im Kurzschlußfalle über der Zeit und in

Fig. 4 in demselben Zeitmaßstab über dem Zählerstand eines Zählers der Anwahl-Schaltungsanordnung die Aufrufe einer Schutzfunktion (Distanzschutz) dargestellt.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 weist eingangsseitig einen Detek­ tor 1 zum Erfassen sprunghafter Änderungen von Größen in ei­ nem zu überwachenden Teil eines elektrischen Energieversor­ gungssystems, z. B. auf einem zu überwachenden Leitungsab­ schnitt eines elektrischen Energieversorgungsnetzes, auf; der Übersichtlichkeit halber ist weder das Energieversorgungsnetz noch der zu überwachende Leitungsabschnitt dargestellt, und auch die Eingänge des Detektors 1 sowie ihre Verbindungen zu üblichen Strom- und Spannungswandlern sind nicht dargestellt. Wird von dem Detektor 1 eine sprunghafte Änderung einer ihm zugeführten Eingangsgröße, z. B. des Stromes I gemäß Fig. 3, wahrgenommen, dann wird durch ein Signal am Ausgang des Detektors 1 ein nachgeordneter Zähler 2 einer Anwahl-Schal­ tungsanordnung 3 gestartet, der über einen Eingang 4 mit Tak­ timpulsen beaufschlagt ist.

Der Zähler 2 adressiert eine Zyklussteuer-Tabelle 5, die parametrierbar ist und an verschiedenen Bitpositionen Spei­ cherwerte enthält, die den verschiedenen möglichen Schutz­ funktionen zugeordnet sind. Soll mit der dargestellten Anord­ nung beispielsweise eine Distanzschutzfunktion aufgerufen werden, dann wird - wie Fig. 4 zeigt - bei einem Zählerstand z = 10 die entsprechende Adresse der Zyklussteuer-Tabelle 5 aufgerufen, woraufhin über eine entsprechende Maskierung 6 ein Signal an einen Latch-Baustein 7 eines Konditionierungs­ bausteins 8 gegeben wird. Dieser Konditionierungsbaustein 8 ist der Schutzfunktion "Distanzschutz" zugeordnet.

In dem Latch-Baustein 7 wird ein Zustandsvektor gebildet, in­ dem dem Latch-Baustein Signale einer Aktivierungsschaltung 9 über einen Datenbus 10 und weitere Signale einer Signalaus­ wahl-Schaltung 11 über einen weiteren Datenbus 12 zugeführt werden. Die Aktivierungsschaltung 9 ist mittels einer vorge­ ordneten Parametrierung 13 parametrierbar und damit so ein­ stellbar, daß beispielsweise der Konditionierungsbaustein 8 durch entsprechende über einen Datenbus 14 zugeführte Signale für die Funktion "Distanzschutz" aktiviert wird. Auch ein Ausschalten der Distanzschutzfunktion ist über die Parame­ trierung 13 möglich. Es kann mittels der Parametrierung auch vorgegeben werden, daß die gesamte Anordnung für die Schutz­ funktion "Distanzschutz" überhaupt nicht aktivierbar ist.

Bezüglich der Signalauswahl-Schaltung 11 ist darauf hinzu­ weisen, daß auch diese parametrierbar ist und dafür sorgt, daß bei bestimmten, mittels eines Prozeßmonitors 15 und eines Prozeßabbildes 16 zur Verfügung gestellte Meßgrößen vorbe­ stimmte Funktion, wie beispielsweise eine Notfunktion, ausge­ führt werden.

Dem Latch-Baustein 7 ist - wie weiter die Fig. 1 zeigt - eine Logik-Tabelle 17 nachgeordnet, in der der von dem Latch- Baustein 7 gebildete Zustands-Vektor als Index verarbeitet wird. Die Logik-Tabelle 17 liefert als Ausgangsgrößen im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel alle zur Steuerung eines nach­ geordneten Schutzfunktions-Bausteins (Distanzschutz) 18 er­ forderlichen Signale, so daß von diesem Schutzfunktions-Bau­ stein 18 an einem Ausgang 19 ein Auslösesignal für einen nicht dargestellten Leistungsschalter am zu überwachenden Leitungsabschnitt abgegeben werden kann, wenn an dem Baustein 18 nicht dargestellte, einen Fehler im zu überwachenden Leitungsabschnitt kennzeichnende Eingangsgrößen anliegen.

Wie Fig. 2 im einzelnen erkennen läßt, kann der Konditio­ nierungsbaustein 8 für die Schutzfunktion "Distanzschutz" be­ züglich der Aktivierungsschaltung aus einem Festwertspeicher 20 in Form eines ROM bestehen, der eingangsseitig mit der Parametrierung 13 (vgl. Fig. 1) verbunden ist. Aus­ gangsseitig ist an den Festwertspeicher 20 der Latch-Baustein 7 angeschlossen, in dem der oben erwähnte Zustands-Vektor ge­ bildet wird. Der Festwertspeicher 20 ist an Eingängen A0 und A1 mit Signalen "vorh" und "nicht vorh" bzw. "Ein" und "Aus" beaufschlagbar und gibt demzufolge an seinem Ausgang ein "RUN"- oder "RESET"-Signal ab, das einem Eingang D0 des Latch-Bausteins 7 zugeführt wird. Die nachstehende Tabelle veranschaulicht diesen Sachverhalt.

Es ergibt sich, daß nur bei einem "Eins"-Signal an beiden Eingängen A0 und A1 der Latch-Baustein 7 aktiviert ist.

Um die Funktion "Distanzschutz" zu aktivieren, bedarf es zu­ sätzlich eines Signals "Aufruf" der Anwahl-Schaltung 3 am Eingang CE des Latch-Bausteins 7. Daraufhin wird von dem Latch-Baustein 7 ein Index erzeugt, der über Eingänge A0 bis A3 von der Logik-Tabelle 17 aufgenommen wird und an Ausgängen Q0 und Q1 zu Signalen "RUN" oder "RESET" bzw. "empfindlich" führt. Auf das "RUN"-Signal hin nimmt der Schutzfunktions- Baustein (Distanzschutz) 18 seine Funktion auf.

Bei der dargestellten Anordnung kann durch entsprechende Aus­ gestaltung der Zyklussteuer-Tabelle 5 der Anwahl-Schaltung 3 erreicht werden, daß nach einem ersten Aufruf beim Zähler­ stand "10" beispielsweise bereits beim Zählerstand "12" (siehe Fig. 4) die Schutzfunktion "Distanzschutz" ein weite­ res Mal aufgerufen wird und damit der Schutzfunktionsbaustein 18 erneut aktiviert wird. Ebenfalls durch entsprechende Auslegung der Zyklussteuer-Tabelle 5 kann erreicht werden, daß die Distanzschutzmessung erneut bei einem Zählerstand "15" des Zählers 2 erfolgt. Diese kurze Abfolge des Aufrufens der Schutzfunktion "Distanzschutz" erfolgt bewußt, um mög­ lichst frühzeitig mittels des Schutzfunktions-Bausteins 18 ein Auslöse-Signal an dessen Ausgang 19 zu gewinnen. Danach wird bis zum Erreichen des Zählerstandes 20 abgewartet, ehe erneut die Schutzfunktion "Distanzschutz" aufgerufen wird.

Im Anschluß daran wird bei jedem weiteren um fünf erhöhten Zählerstand des Zählers 2 diese Schutzfunktion erneut aufge­ rufen, wenn nicht bereits vorher ein Auslöse-Signal abgegeben worden ist. Erreicht der Zähler 2 einen Zählerstand "40", dann wird über einen Ladeeingang 30 des Zählers dafür ge­ sorgt, daß er bereits beim Zählerstand "20" neu anfängt zu zählen, um den Fünf-Impulse-Schritt bei der Aktivierung der Funktion "Distanzschutz" weiterhin zu erhalten.

In den Intervallen zwischen jeweils der Aktivierung der Schutzfunktion "Distanzschutz" können andere Schutzfunktionen aktiviert werden, indem mittels einer entsprechenden Ausle­ gung der Zyklussteuer-Tabelle 5 entsprechende Speicherstellen so gestaltet sind, daß z. B. bei einem Zählerstand von "17" über die Maskierung 6 ein beispielsweise zur Erdschlußer­ fassung geeigneter weiterer Konditionierungs-Baustein 31 an­ gesteuert wird; diesem ist ein entsprechender Schutz­ funktions-Baustein 32 zugeordnet, so daß von dem Baustein 32 dann eine Erdschlußerfassung durchgeführt wird.

Auch beispielsweise eine Schutzfunktion "Überlastschutz" kann im weiteren Verlauf der Messung mittels der Zyklussteuer- Tabelle 5 aktiviert werden, indem z. B. bei einem Zählerstand "18" über eine entsprechende Adresse von der Zyklussteuerung 5 über die Maskierung 6 ein zusätzlicher Konditionierungs- Baustein 33 für die Funktion "Überlastschutz" aktiviert wird, so daß über einen zusätzlichen Schutzfunktions-Baustein 34 ein die Überlast angebendes elektrisches Signal erzeugbar ist.

Da nicht nur die Zyklussteuer-Tabelle 5, sondern auch die Ak­ tivierungs-Schaltung 9 parametrierbar ist, besteht jederzeit für den Nutzer der erfindungsgemäßen Anordnung die Mög­ lichkeit, die verschiedenen Schutzfunktionen wiederholt und in beliebiger Reihenfolge und verschachtelt aufzurufen, ohne daß dabei eine feste Programmierung verändert werden muß.

Claims (4)

1. Anordnung zum Aufrufen einer Funktion eines mehrere ver­ schiedene Schutzfunktionen aufweisenden Schutzgerätes zum Er­ fassen von Fehlern in einem zu überwachenden Teil eines elek­ trischen Energieversorgungssystems mit einer Anwahl-Schal­ tungsanordnung, die

• - einen Ablauf der Schutzfunktionen in einer vorgegebenen zeitlichen Reihenfolge sicherstellt,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Anwahl-Schaltungsanordnung (3) eingangsseitig einen Zähler (2) aufweist, der beim Auftreten eines Fehlers in dem zu überwachenden Teil des elektrischen Energieversor­ gungssystems gestartet wird,
• - dem Zähler (2) eine Zyklussteuer-Tabelle (5) nachgeordnet ist, mit der die jeweils gewünschte zeitliche Reihenfolge des Ab­ laufs der Schutzfunktionen vorgegeben wird,
• - die Zyklussteuer-Tabelle (5) über eine Maskierung (6) mit jeweils einem schutzfunktionsspezifischen Konditionierungs­ baustein (8) verbunden ist, der einen Latch-Baustein (7) zur Gewinnung eines den Aktivierungszustand des Konditio­ nierungsbausteins (8) angebenden und ausgewählte Signale eines Ströme und Spannungen des zu überwachenden Teils er­ fassenden Prozeßmonitors (15) beinhaltenden Zustandsvektors und eine dem Latch-Baustein (7) nachgeordnete Logik-Tabelle (17) enthält, und
• - an die Logik-Tabelle (17) jedes Konditionierungsbausteins (8, 31, 33) ein Schutzfunktionsbaustein (18, 32, 34) ange­ schlossen ist, der bei Beaufschlagung von der Logik-Tabelle (17) im Falle eines von ihm erfaßten Fehlers im zu über­ wachenden Teil ein Auslösesignal abgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - dem Latch-Baustein eine Aktivierungsanordnung vorgeordnet ist, die eingangsseitig an eine Parametrierung angeschlos­ sen ist, und
• - die Zyklussteuer-Tabelle über die Maskierung mit der Akti­ vierungsanordnung verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - dem Latch-Baustein (7) eine aus einem Festwertspeicher (20) mit Aktivierungsdaten bestehende Aktivierungsschaltung (9) vorgeordnet ist, der eine Parametrierung (13) vorgeschaltet ist, und
• - die Zyklussteuer-Tabelle (5) über die Maskierung (6) mit dem Latch-Baustein (7) verbunden ist.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - zwischen dem Prozeßmonitor (15) und dem Latch-Baustein (7) eine parametrierbare Signalauswahl-Schaltung (11) angeord­ net ist.