DE2262656B2 - Elektronische Distanzmeßschaltung - Google Patents

Description

eckspanniingen gleiche Polaiität haben. Die UND-Schaltung mißt also die Koinzidenzzeit der beiden

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Rechteckspannungen. Die Impulse der UND-Schal-Dist.tiizmeßschahung. die an einem ersten Lingang +" tuny, deren Dauer gleich der Ko.nziaenzzeit ist, von Impulsen beaufschlagt ist. deren Dauer prnpor- werden über ein Inlegricrghed auf einen Trigger lional dem Phasenwinkel zwischen der Leitungs- gegeben. Der Trigger spricht an. sobald die Ausgangsspannuna u.:d einer dem Leituncsstrom proportionalen spannung des Integriergliedcs den Ansprechwert erSpannung ist und die an einem /weiten Lingang von reicht, der einer vorgegebenen Mindestkoin/.dcnzzeit Impulsen beaufschlagt ist. deren Dauer proportional 45 entspricht.

dem Koinzidenzwinkel zwischen dei Leitungsspannung Die mit dieser Distanzmeßschaitung erzeugte Aiis-

Und der aus der Leitungsspannimg und der dem lösekcnn'iinie ist ein einseitig nach rechts aufgeweiteter Leitungsstrom proportionalen Spannung gebildeten Impedanzkreis, womit ein gewisser Lichtbogciiwider-Differeiizspanniini! ist. "" " stand kompensierbar ist. Mit dieser Kompensation

Eine solche Distanzineßschaltung Λ bekannt 5- ist aber nachteiligerweisc ein unerwünschtes Uber-(DT-OS 2 064 679). " greifen verbunden, was eine Verringerung der Sclekti-

Distanzschutzschaltungcn enthalten neben einem sität /ur folge hat.

Zeit- und einem Richtuiigsglicd immer eine Distanz- Aus der eingangs bereits erwähnten DT-OS 2064679

rneßschaltung. Diese Dista'nzmcßschaltung ermittelt ist eine elektronische Distaiizincßschaltung bckannt-Ciie Fehlcrentfernung vom Einbauort der Distanz- 55 scwordcn. bei der die dem Lcitungsstrom proportionale Schutzschaltung durch Messung der Kurzschluß- Spannung U₁, die dei Leitungsspannung proporjmpedanz und Vergleich mit einer vorgegebenen \er- tionalc Spannung U und die aus diesen gebildete linderbaren Kippimpedanz. " " Differenzspannimg L'nin in drei Rechteckformern in

Distiinzmcßschakungen der herkömmlichen Art Impulse umgewandelt werden. Den drei Rechtecksind dabei in der Regel in einer Brückenschaltung 6o formern ist eine logische Schaltung nachgeschaltet, die aufgebaut, in deren Nullzweig ein Drehspulrelais ge- vier Ausgänge aufweist. An den ersten zwei Ausschaltet ist. Die beiden Brückenzweige werden von gangen treten Impulse auf, die proportional dem dem Kurzschlußstrom und der Kurzschlußspannung Phascnsvinkel α zwischen den Spannungen Ur und U proportionalen Größen beaufschlagt, die in Gleich- sind und zeitlich gegeneinander um eine halbe Periode richtern gleichgerichtet werden. Das Drehspulrelais 65 phasenverschoben sind. Die beiden anderen Ausgänge spricht dann an, wenn die eine Meßgröße die andere weisen Impulse auf, deren Dauer proportional dem überschreitet. Mit derartigen Distanzmeßschaltungen Koinzidenzwinkel zwischen den Spannungen U und können die verschiedenartigsten Kennlinien, wie Umn sind und die ebenfalls um eine halbe Periode

gegeneinander phasenverschoben sind. In zwei naclv geschalteten Schaltungseinheiten werden die Impulse verarbeitet. Mit dieser Distanzmeßhchaliung kann tine Kennlinie erzeugt werden, deren obere Begrenzungslinie eine Gerade ist.

Alle bishei bekannten elektromechanischen und elektronischen Distanzmeßschaltungen haben den Nachteil, daß sie nur für jeweils eine bestimmte Kennlinie ausgelegt sind. Eine andere Kennlinie kann entweder gar niclit oder nur mit nicht vertretbarem Auf- wand erzeugt sverden.

Aufgabe dei vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Distanzmeßschaltung zu schaffen, mit der bei geringem Aufwand und gedrängtem Aufbau jede gewünschte Kennlinie realisiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Au dadurch gelöst, daß eine dem ersten Eingang nachfcschairetc erste Zähleinrichtung den Phasenwinkel 111il.il. dall der ersten Zähleinrichtung ein an sich hekamilcr programmierbarer Festwertspeicher nachgeschalte! ist. der aus dem in der ersten Zahlemn-.-humg ermittelten Phasenwinkel entsprechend ler surlier proiir.-.mmierten Punktion einen Aiisprecliwinkel bilde'., d. ü eine dem zsseiten Eingang nachgcschaltete 2 = /v eile Zähleinrichtung den Koin/iden/winkel milk und d i die /weite Zähleinrichtung und der proiiramn.icrbare Festwertspeicher mit einer \ergleich·.-schaltuiiü serblinden sind, die bei P.rreichen eines den Ansprechssinkel überschreitenden Koin/idenz.ss inkels />o ein Auslösesignal abgibt.

Die F.rlindung wird nachfolgend an Hand son in P i g. 1 bis 3 der Zeichnung dargestellten Au>führiingsheispielen näher erläutert:

P' i g. 1 zeigt das Blockschaltbild des Ausführungbeispiels;

I i g. 2 und 3 zeigen zssei serschiedene Kennlinien.

in Pig. 1 ssird der Eingang IA son Impulsen beaufschlagt, deren Dauer proportional dem Phasenwinkel \ zssischcn der Leitungsspannung ( und der 41) dem Leitungssirom proportionalen Spannung Ui ist. Diese Impulse steuern eine erste UND-Stufe Λ: I an, deren anderer Eingang mit einem Impulsgenerator Ci verbunden ist. Der ersten UND-Stufe Λ; 1 ist eine er-te Zähleinrichtung ZI nachgeschaltet, die einen an sich bekannten programmierbaren Festwertspeicher .VP ansteuert. Der programmierbare Festwertspeicher .SP beaufschlagt eine Vergleichsschaltung F. Die erste Zähleinrichtung Zi ist Tiber eine erste Rückstelleinrichtung RSl mit dem Hingang IA verbunden.

Der Eingang El wird von Impulsen beaufschlagt, deren Dauci proportional dem Koinziden/.ss inkel ß' zssischen der Spannung U und tier aus den Span nungen Ui um! U gebildeten Diffcren/spannung L'u\n ist. Die Impulse des Eingangs El steuern über eine zweite UND-Stufe &2 eine zweite Zähleinrichtung Z2 au. Die UND-Stufe &1 ist außerdem mit dem Impulsgenerator G verbunden. Die zsvcite Zähleinrich tung Zl, die über eine zweite Rückstelleinrichtung RST. mit dem Eingang El verbunden ist, beaufschlagt die Vergleichsschaltung V.

Die positive Flanke des ersten Impulses am Eingang £1 setzt die Zähleinrichtung Zl auf Null zurück und öffnet gleichzeitig die UND-Stufe &1. Dadurch gelangen die Ta'Uimpulse des Generators G in die Zähleinrichtung Zl. Die negative Flanke dieses Impulses sperrt die UND-Stufe &1: Die Zähleinrichtnnp Zl hat die impulsdauer und damit den Phasen- winkel \ ermittelt. Der so in der Zähleinrichtung Zl zur Verfugung stehende Wert des Phasenwinkels λ wird an den programmierbaren Speicher SP weitergegeben, der entsprechend dem vor der Messung eingegebenen Programm den zu dem gemessenen Phasenwinkel \ gehörenden Ansprechwinkel j9..|,v ermittelt.

Die Programmierung des Festwertspeichers SP wird an nachfolgendem Beispiel deutlich gemacht: Es soll eine Kennlinie nach F i g. 2 realisiert werden, deren obere Begrenzungslinie parallel zur ,Y-Achse ist. Diese Parallele soll von einem bestimmten Phasenwinkel χ,,,,,χ in einen Kreis übergehen, womit die rechte Begrenzungslinie der Kennlinie realisiert wird.

Damit die obere Begrenzungslinie parallel zur ,V-Achse verläuft, muß gelten: ß_A.\ — ψ — λ, wobei rf ein konstanter, bekannter Winkel ist (F i g. 2) Es wird nun für jeden Phasenwinkel λ der zugehörige Winkel ß,i.\ ermittelt und in den Festwertspeicher SP gegeben. Der kleinste Unterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkeln kann dabei heiiebig gewählt ν erden. Damit die l'.iral'ele son einem b·.·- ■.limmien Phasenwinkel \,..-,„.,- :r in einen Kreis iibcrgehi. mul.' l'iir Phasenwinkel \ - \ ,,,,, der Aiisprechssinkel /i'.i.\ konstant gehalten werden. Auch diese liedingung wird in den prugrammierb.iiei. Festwertspedier SP eingegeben. Am Ende de» Programmiers orLaiiucs ist die Funktion ,1 i.\ <· \ für \ \.,,„ und ,i',i.\ const 1/ \,„.,r für ■> ■ \,,.,,- einuesp-icheri. Damit ist auch die Kennlinie die aus einer Anzahl beliebig dicht beieinander liegender Euniie gebildet ist. eingespeichert.

Her programmierbare I esiwcrtspciciier .S/' ermittelt also zu dem son der Zähleinrichtung /A gemessenen Phasenwinkel \ den zugehörigen Ansprechw iakel ,i.i.v und leitet diesen der Vergleichsschaltung Γ zu. Die Vergleichsschaltung Γ ssird ferner son dem in der zweiten Zähleinrichtung 7.1 ermittelten Koin/idenzwinkel /1" beaufschlagt. Zur Ermittlung des Koin/.idenzs\inkels /<" wird dabei mit der positisen l-lanke des ersten Impulses am F.ingang El die Zähleinrichtung 7.1 mittels der Rückstelleinrichtung RSl auf Null zurückgestellt und die ¹JND-Stufe &.1 geöffnet. Damit gelangen die Taktimpulse des Rechteckgenerators O" in die Zähleinrichtung Z2, bis die UND-Stufe &.1 durch die negative Flanke des Impulses am Eingang El wieder gesperrt wird.

1st der so ermittelte Koin/iden/winkel ρ" größer oder gleich dem Ansprechwinkel ß.\.\, so erteilt die Vergleichsschaltung V ein Auslösesignal, womit eine Abschaltung des gefährdeten Eeitungsabschnittcs eingeleitet wird.

In F i g. 3 ist die für die Praxis besonders wichtige Parallelogrammkonnlinie dargestellt. Zur Berechnung der Funktion ii..\s /("O für \ ■ λ,,,,υ- geht man unter Versvendung der eingezeichneten Beziehungen für die Seiten und Winkel von dem Sinusyat/. aus, wodurch man nach Zwisehcnrcchnungcn für den Abstand/1 de beiden Parallelen B und /) erhält:

oder mit

// ■-= B

k =

sin	^ tna.r	sin	r	x)
sin	(r::	^ max)
sin	Kmax	sin
sin	Op-,
/1
	= k.
B

Für den Zusammenhang β α ν — /(<*) erhall man mit

_ h
χ

/?,,,v - 180° -(.χ Υγ)

\_mat die zugehörigen Ansprcch-

β an = 180° — I χ -|- arctg

B · k

Soll nun diese Parallelogrammkennlinie in den Festwertspeicher SP eingespeichert werden, so wird die vorher in den Festwertspeicher SP eingespeicherte Kennlinie gelöscht. Sodann werden für alle Winkel Ä<«m«x die zugehörigen Ansprechwinke]/?λν = φ—λ ermittelt und eingespeichert, womit die Parallele A der F i g. 3 realisiert ist. Zur Realisierung der Parallele D wnden für alle
winkel

ermittelt und in den Festwertspeicher SP cinjcspeichert. Damit ist die Parallelogrammkennlinic, die _aus einer Anzahl beliebig dicht beieinander liegender Punkte gebildet ist, eingespeichert.

Iu Die Messung selbst erfolgt wieder mit Hilfe des in Fig. ! dargestellten Blockschaltbildes.

Die Erfindung weist den besonderen Vorteil auf, dat! durch beliebige Programmierung desFestwertspeichers jede gewünschte Kennlinie auf einfache Weise realisierl

'5 werden kann, wobei der Abstand der die Kennlinie bildenden Punkte entsprechend der geforderten Genauigkeit sehr klein gewählt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Impedanzkreis, Mho-Kreis, polygonale Kennlinie usw., Patentansprüche: er zeugt werde^ ^ herkömmHcheili e,ektro.

1. Elektronische Distanzmeßschaltung, die an mechanische Relais f^^L^^^^

einem ersten Eingang von Impulsen beaufschlagt 5 tungen, wie großer Au wand, B^ Abme
ist, deren Dauer proportional dem Phasenwinkel relativ große Kommandozeit ^"^" ^durd'
zwischen der Leitungsspannung und einer dem den letzten Jahren enuvickeltenelel_;t onischen _D
Leitungsstrom proportionalen Spannung ist und n^.u.nger,zum Te,, ν; „"gen^en.

UST^r S^^ uSTÄS¹ Kennug«

USaT^r_n S^po^dem

Koinzidenzwinkel zwischen der LeiLgsspannung erzeugen. So ist eine ^ £ |^Γη Pa^Üel

und der aus der Leitungsspannung und der dem tung bekanntgeworden, deren Kennlinie ein Parallelo-Leitungsstrom proportionalen Spannung gebil- gramm ist. Zur Erzeugung dieser Kennlm e smd aber deten Differenzspannung ist, dadurch ge- nachteiligerwe.se e.ne Vielzahl von Bezugsimpedan^n ken η zeich net, daß eine dem ersten Eingang.« notwendig, was einen großen Aufwand bedeutet (£1) nachgeschaltete erste Zähleinrichtung (Zl) ,.DT-OS 1538 444). .

den Phasenwinkel (V) mißt, daß der ersten Zähl- Aus der DT-PS 1 171 307 ist eine andere elektro-

Cinrichtung (Zl) ein an sich bekannter program- nische Distanzmeßschaltung b*kann geworden die im inierharer Festwertspeicher (SP) nachhaltet Vergleich zu der obengenannten elektronischen Diist. der aus dem in der ersten Zähleinncluim- (Zl) " stanzmebschaiiung einen wesentlich >;o...«.en Mnermittelien , Uisenumkel (M entsprechend der wand erfordert, da sie neben dem Strom- und dem vorher programmierten Funktion einen An^rech- Spannungswandler /ur Erfassung des Leitungsstroms winkel (:;,;-) bildet. dal< eine dem /weiten ur^an. und der Leitungssnannung nur noch eine Bczugs- [El) naeheesehahete / ,te Zahleinrichiunü C/2) impedanz nennet. An dieser BezugsimpeJan/ u,rd den Koin/iden/winkeli · i mißt und daü die^eiie =5 e.ne /um Leiu;ngsstr:»n proportionale, an dem Zähleinrichtung {ZI) und der programmierbare Spannungs- ,.idler cmc /ur Leitungsspannun;: pr.i-Fe,f.,ertspe.chir _{SI>) mit ei; er \erdeichs-chal- portionale Spannung erzeugt. Aus diesen heulen tun, (I) verbunden smd. die bei I rre.chen eines Spannungen ui.d o.e Differenz gebildet, die m e.neiti den" An^prechwinkel (.;,v) überschreitenden Ko- ersten Reehteckfornier in eine Rccntcckspa.inung inziden/^inkels (//■) ein Ausl^sesicnal abnibt. 3" umgeformt wird. In einem zweiten Reehteckformer 2. Klekiior ,ehe Distan/meßschaltunc nach An- wir.i die zui Le.'-.ngsspannung proportionale Spanspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß' Ruckstell- n,r.g ebenfalls in eine Rechteckspannimg unigewaneinnchiuimen (Λ51, RSl) ,ii Zähleinriehtun-en dclt. Die eine Rechteck.spannung steuert direkt the [Z 1. Zl) bei Ik-inn der m_o>mip_C auf Null zurück- andere über eine /eitstufc eine nachgcschaltctc L ND-steilen " " 35 Schaltung an. Die I ND-Schaltung liefert nur wahrend

der Zeit Reehteckinipulse. in der die beiden Recht-