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Schaltungsanordnung zur Messung und Fernanzeige der Laufzeit von Schutzrelais
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Messung und
Fernanzeige der Laufzeit von Schutzrelais mit einem fernabfragbaren elektromechanischen
Zählwerk, die bei Erfüllung der Anregebedingung des Schutzrelais eine der Anregezeit
proportionale Anzahl von Impulsen erhält.
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Die Messung der Laufzeit spielt in der Schutzrelaistechnik deswegen
eine wichtige Rolle, weil aus der Größe der Laufzeit auf die Fehlerentfernung vom
Einbauort des Schutzrelais geschlossen werden kann.
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Bekannt ist ein Distanzrelais, bei dem ein Motorzeitrelais mit Schleppzeiger
vorgesehen ist. Mit der Anregung des Distanzrelais läuft das Zeitrelais an und verstellt
den Schleppzeiger; der nach Wegfall der Anregebedingungen und damit nach Stillsetzen
des Zeitrelais in seiner Endstellung verbleibt. Damit kann die Laufzeit am Einbauort
des Distanzrelais abgelesen werden.
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Ferner ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, das eine Laufzeitfernmessung
gestattet. Nach diesem Verfahren wird zunächst am Einbauort der Relaisschutzeinrichtung
eine der Anrege- oder Kommandozeit'der Relaiseinrichtung proportionale Anzahl von
elektrischen Impulsen erzeugt oder aus einer ständig erzeugten Impulsreihe hergeleitet.
Diese Impulse werden dann in einer aus Zählmagneten bestehenden Einrichtung, die
am Ort der Relaisschutzeinrichtung eingebaut ist, gespeichert und auf Anforderung
durch Fernsteuerung von der vom Relaiseinbauort entfernten Zentrale abgefragt.
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Während bei der ersten Art der Laufzeitmessung der Nachteil besteht,
daß man die Laufzeit nur am Einbauort der Relaisschutzeinrichtung ablesen kann,
gestattet die zweite Art zwar eine Fernmessung der Lauf zeit, ist dafür aber sehr
aufwendig und nicht gesichert gegen Fehlmessungen, die durch die Verwendung eines
elektromechanischen Zählwerkes und der damit verbundenen relativ großen Rückstellzeit
des Zählwerkes möglich sind.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die einen sicheren Schutz gegen
Fehlmessungen insbesondere auf Grund der relativ großen Rückstellzeit des elektromechanischen
Zählwerkes bietet. Nach'einer erfolgten Anregung des Schutzrelais soll die Laufzeit
direkt am Einbauort der Schutzeinrichtung abgelesen werden können und gleichzeitig
zur Fernsignalisierung zur Verfügung stehen, bis ein erneuter Fehler auftritt.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Zählwerk
bis zum Beginn einer neuen Anregung des Schutzrelais die Laufzeit der vorhergehenden
Anregung speichert, daß während der mit der erneuten Anregung des Schutzrelais beginnenden
Rückstellung des Zählwerkes die Impulse einen Zwischenspeicher beaufschlagen, daß
nach Ende der Rückstellzeit die Impulse das Zählwerk über eine während der Rückstellzeit
geschlossene Torschaltung beaufschlagen und daß am Ende der Anregung des Schutzrelais
die Impulse des Zwischenspeichers von dem Zählwerk abrufbar sind.
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Zur Fernsignalisierung der Laufzeit sind vorteilhafterweise am Ausgang
des elektromechanischen Zählwerkes Kontakte vorgesehen, an denen die Impulse zur
Verfügung stehen.
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In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Rückstellung des elektromechanischen
Zählwerkes mit Hilfe einer vom Speicher angesteuerten Rückstellspule.
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Damit während der Rückstellzeit des elektromechanischen Zählwerkes
keine Impulse über die Torschaltung auf das Zählwerk gelangen, ist gemäß einem weiteren
Kennzeichen der Erfindung vorgesehen, daß die Torschaltung einen nic}ltnegierten
und einen negierten Eingang aufweist, daß der nichtnegierte Eingang der Torschaltung
mit dem Ausgang des Frequenzteilers, der negierte Eingang mit dem Ausgang des Speichers
verbunden ist.
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Nachfolgend wird die Erfinduii anhand cines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels nälicr erläutert.
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Hierbeit ist 1 das zu überwachende Net:z, 2 ein Wandler und 3 ein
Schutzrelais. Der Ausgang des Schutzrelais 3 beaufschlagt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
4. Dieser Ausgang des Schutzrelais 3 ist gleichermaßen mit einer Impulsdehnungsstufe
6, einem Frequenzteiler 5, einer Stufe 7, über eine Diode 19 und einen Widerstand
20 mit einem RC-Glied 13, über einen Widerstand 21 mit einem Speicher 8 und schließlich
mit einem Zwischenspeicher 16 verbunden. nr Ausgang der Impulsdehnungsstufe 6 beaufschlagt
zum einen den Eingang des Frequenzteilers 5 und zum anderen den Eingang des Zwischenspeichers
16. Der Eingang des Frequenzteilers 5 ist weiterhin mit dem Ausgang der Stufe 7
verbunden. Dcm RC-Glied 13 ist ein Trigger 12 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit
dem Eingang des Speichers 8 verbunden ist. I)er Ausgang s Speichers 8 ist an den
negierten Eingang einer Torschaltung 15 geschaltet, deren
nichtnegierter
Eingang mit dem Ausgang des Frequenzteilers 5 verbunden ist. Der Ausgang des Speichers
8 beaufschlagt außerdem über eine Leitung 9 eine Rückstellspule Lo, die die Rückstellung
des elektromechanischen Zählwerkes L4 bewirkt. Der Ausgang des Speichers 8 ist daneben
mit einem Zeitglied 11 verbunden, dessen Ausgang auf den Eingang des Speichers 8
zurückgeführt ist. Der Ausgang der Torschaltung 15 sowie der Ausgang eines weiteren
dem Zwischenspeicher 16 nachgeschalteten Zeitgliedes 17 beaufschlagen das elektromechanische
Zählwerk 14. An Kontakten 18 des Zählwerkes 14 steht die Laufzeit zur Fernsignalisierung
zur Verfügung.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist nun folgende: Das zu
überwachende Netz 1 ist über den Wandler 2 an das Schutzrelais 3 angeschlossen,
das bei Erfüllung der Anregebedingungen netzsynchrone Impulse von beispielsweise
io ms Dauer an die nachgeschaltete erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 4 abgibt.
Diese Impulse gelangen gleichzeitig auf eine Reihe in der Schaltungsanordnung 4
enthaltene logische Glieder.
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Damit eine definierte Anzeige der Laufzeit möglich ist, müssen die
verschiedenen logischen Glieder, die einen der vorhergehenden Anregung entsprechenden
Zustand aufweisen, mit Beginn einer erneuten Anregung auf einen definierten Wert
gesetzt werden. Dazu wird der Frequenzteiler 5 durch die Impulsdehnungsstufe 6 zurückgestellt
und gleichzeitig durch einen Impuls der Stufe 7 definiert gesetzt. Ebenso wird mit
Beginn einer Impulsserie,
d. h. mit Beginn einer Aregung des Schutzrelais
3 der Speicher 8 gesetzt, dessen Ausgang dadurch zum einen einen Impuls über die
Leitung 9 auf die Rückstellspule lo des Zählwerkes 14 gibt, womit die Rückstellung
des Zählwerkes 14 von dem Wert der vorhergehenden Laufzeit auf einen definierten
Wert z.B. null, beginnt. Zum anderen wird mit dem Setzen des Speichers 8 das Zeitglied
11 angeworfen.
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Mit Beginn einer Impuls serie wird außerdem der Zwischenspeicher 16
durch die Impulsdehnungsstufe 6 gesetzt. In dem Zwischenspeicher 16 werden alle
während der Rückstellzeit des elektromechanischen Zählwerkes 14 in die Schaltungsanordnung
4 einlaufenden Impulse gespeichert. Damit während der Rückstellzeit des Zählwerkes
14 keine Impulse auf das Zählwerk 14 von dem Frequenzteiler 5 gelangen können, ist
die Torschaltung 15 mit ihrem nichtnegierten Eingang an den Frequenzteiler 5, mit
ihrem negierten Eingang an den Speicher 8 angeschlossen. Da nun der Speicher 8 während
der Rückstellzeit ein Ausgangssignal und damit eine logische 1 aufweist, ist die
Torschaltung 15 für die aus dem Frequenzteiler 5 kommenden Impulse gesperrt, da
die logische 1 des Ausganges des Speichers 8 durch den negierten Eingang zur logischen
0 wird.
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Nach dem Ende der Rückstellzeit, z.B. von 150 ms, wird der Speicher
8 durch das Zeitglied 11 in seinen alten Zustand versetzt, womit am Ausgang des
Speichers 8 eine logische 0 erscheint und damit die Torschaltung 15 geöffnet wird.
Nunmehr können die Impulse von dem Frequenzteiler 5 durch die Torsch.iltu!lg
15
auf das Zählwerk 14 gelangen, wo sie gezählt weren. Damit diese Impulse bis zum
Ende der Anregung des Schutzrelais 3 alf das Zählwerk 14 gelangen, muß dafür gesorgt
werden, daß der Speicher 8 nicht wieder gesetzt werden kann. Das geschieht mit Hilfe
des Triggers 12, der einem RC-Glied 13 nachgescllaltet ist und dessen Ausgang verzögert
den Eingang des Speichers 8 kurzschließt, womit dieser von den nachfolgenden Impulsen
ullbeeinflußt bleibt.
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Nach Beendigung der Anregung werden die in dem Zwischenspeicher 16
während der Rückstellzeit des Zählwerkes 14 gespeicherten Impulse über das weitere
Zeitglied 17 dem Zählwerk 14 zur Nachzählung zugeführt. Nach Beendigung dieser Nachzalllung
kann die Laufzeit zum einen am Einbauort des Zählwerkes 14 direkt abgelesen werden,
zum anderen steht sie auch an den Kontakten 18 des Zählweri:es 14 zur Fernmessung
und Fernübertragung, beispielsweise zu einem Rechner, zur Verfügung. Die Anzeige
der Laufzeit am Einbauort des Zählwerkes 14 und die Fernabfragbarkeit des Zählwerkes
14 bleiben dabei so lange bestehen, bis eine erneute Anregung des Schutzrelais 3
erfolgt.
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jbweichend von der erläuterten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung auch dazu dienen, n verschiedene @etze zu überwachen. Dazu werden
die n notwendigen Schutzrelais parallel geschaltet, ihre Ausgänge an einem Punkt
zusammengeführt und auf die Schaltungsanordnung gegeben. Weiter ist es vgJ ll, daß
dem eigentlichen Schutzrelais ein getrennter
Oszillator nachgeschaltet
wird, der bei Überschreiten der Anregebedingung von dem Schutzrelais angewqrfen
wird und dadurch bis zur Beendigung der Anregung Impulse an die nachgeschaltete
Schaltungsanordnung abgibt.
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Ferner kann die Schaltung so erweitert werden, daß die abfallende
Flanke der Impulse der Impulsdehnungsstufe 6 eine zusätzliche Zeitstufe anwirft,
deren Zeitablauf etwas länger ist als die des Zeitgliedes 17, wobei die zusätzliche
Zeitstufe nach ihrem Zeitablauf einen definierten Wischimpuls abgibt und die gemeinsame
Leitung der Kontakte 18 während der Zeit dieses Wischimpulses durchgesteuert wird,
so daß die Fernsignalisierung erst nach beendeter Zählung für eine definierte Zeit
freigegeben wird.
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Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß ein
sicherer Schutz gegen Fehlmessungen auf Grund der relativ großen Rückstellzeit des
elektromechanischen Zählwerkes gewährleistet ist und daß die Laufzeit so lange am
Einbauort abgelesen werden kann und zur Fernsignalisierung zur Verfügung steht,
bis eine erneute Anregung erfolgt.
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8 Seiten Beschreibung 6 Ansprüche 1 Blatt Zeichnung