DE2653574A1 - RELEASE DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
AuslösegerätTripping device
Die Erfindung bezieht sich auf ein Nuslösegerät mit einem di/dt-Wandler zur Erfassung von Kurzschlußströmen in einer Gleichstromanlage, z.B. in einer Bahnanlage, mit einem dem Wandler in einem ersten Kanal nachgeschalteten Integrator, der die Sekundärspannungsimpulse des Wandlers während einer vorgegebenen Zeit integriert, und mit einem tomparator, der die Integrator-Aus gangsspannung mit einer einstellbaren Referenzspannung vergleicht und bei Überschreitung einen Auslösebefehl für einen Auslöser abgibt (nach Patentanmeldung P 23 38 918.6). Dieses bekallnte Auslösegerät enthält ferner noch einen Eingangsverstärker und einen Aussangsvcrstärker. Am Ausgang des Komparators bzw. des Ausgangs verstärkers entsteht dabei im Betrieb ein Ausgangssignal für einen elektromagnetischen Auslöser, wenn die Integrator-Ausgangsspannung größer ist als die eingestellte Referenzspannung. Das bekannte Auslösegerät besitzt überdies noch als zeitunabhängiges tlenglied einen weitercn Komparator, der dem ersten Kanal mit dem Integrator und dem Komparator parallel geschaltet ist. Dieses zeitunabhangige fleßglied dient dazu, die hohen naheliegenden Kurzschlußströme mit einer hohen Stromsteilheit unabhängig von einer Integrationszeit direkt abzuschalten. Diese Ströme werden zwar auch bereits durch den ersten Kanal abgeschaltet,ijedoch mit einer der Integrations zeit entsprechenden Verzögerung. Diese Integrationszeit ist bei den sehr hohen und sehr steilen naheliegenden Kurzschlußströmen zwar schon an sich sehr kurz, wird jedoch noch als zu lang angesehen. Deshalb kann man für derartige Kurzschlußströme zusätzlich den direkten Weg über die zeitunabhängige Auslösung wählen.The invention relates to a nut release device with a di / dt converter for the detection of short-circuit currents in a direct current system, e.g. in a railway system, with an integrator connected downstream of the converter in a first channel, which integrates the Secondary voltage pulses of the converter integrated during a specified time, and with a comparator that controls the integrator output voltage with an adjustable Compares reference voltage and, if exceeded, a trip command for a trigger releases (according to patent application P 23 38 918.6). This known The trigger device also contains an input amplifier and an output amplifier. At the output of the comparator or the output amplifier occurs during operation an output for an electromagnetic trigger when the integrator output voltage is greater than the set reference voltage. The well-known trigger device has In addition, a further comparator as a time-independent part element, which corresponds to the first channel is connected in parallel with the integrator and the comparator. This time-independent fetus is used to deal with the high short-circuit currents that are close at hand with a high current gradient, regardless of an integration time. These currents are already switched off by the first channel, but they are with a delay corresponding to the integration time. This integration time is with the very high and very steep short-circuit currents that are close at hand very short in itself, but still considered to be too long. Therefore you can for such short-circuit currents additionally take the direct route via the time-independent Select release.
Ein Auslösegerät der eingangs genannten Art soll dazu dienen, Kurzschlußströme von den Betriebsströmen eindeutig zu unterscheiden und bei Vorliegen eines Kurzschlußstromes die Anlage abzuschalten.A tripping device of the type mentioned is intended to serve to control short-circuit currents clearly distinguishable from the operating currents and in the presence of a short-circuit current switch off the system.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei einer Bahnanlage auch entfernte Kurzschlußströme mit einer relativ niedrigen Stromhöhe und mit einer relativ niedrigen Stromsteilheit auftreten körnigen, deren Erfassung schwierig ist. Um auch diese Ströme sicher erfassen zu können, münte die Referenzspannung des Komparators entsprechend klein, d.h. empfindlich, eingestellt werden. Dies könnte jedoch in einigen Fällen bereits zu einer unerçiinscllten .\uslösung bei Betriebsströmen mit einer höheren Stromsteliheit, z.B. bei Anfahrströmen, führen. Es hat sich ferner in der praxis gezeigt, daß beim ZuschaLten von sog. Ifilfsbetrieben einer flahnanlage (z.B. Licht- oder Beheizungsanlagen) Stromänderungen auftreten können, deren Steilheit im Bereich der nahen Kurzschlunströme liegt. Auch diese Betriebsstrome köniiten somit bei einer relativ niedrig eingestellten lleferenzspannung bereits zu einer uncrwünschten Auslösung der Anlage führen.It has been shown in practice that in a railway system also distant Short-circuit currents with a relatively low current level and with a relatively low one Granular current steepnesses occur which are difficult to detect. To this too To be able to reliably detect currents, the reference voltage of the comparator should accordingly small, i.e. sensitive. However, this could be the case in some cases already to an unconditional release with operating currents with a higher Current control, e.g. for starting currents. It has also proven itself in practice shown that when so-called auxiliary companies are connected to a warning system (e.g. light or heating systems) current changes can occur whose steepness is in the range of the nearby short-circuit currents. These operating currents could thus also be used in one If the reference voltage is set to a relatively low level, this already leads to undesired tripping the system.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das bekannte Auslösegerät derart zu verbessern, daß für alle vorkommenden Fälle eine eindeutige und zuverlässige Unterscheidung zwischen den auszuschaltenden Kurzschluß strömen und den nicht auszuschaltenden Betriebsströmen möglich ist. Diese Aufgabe wird bei einem Auslösogerät der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem ersten Kanal mit seinem Integrator und Komparator mindestens ein weiterer, gleichartig aufgebauter Kanal parallel geschaltet ist, dessen Empfindlichkeit jeweils auf einen anderen Wert einstellbar ist. Damit ist es möglich, je nach den vorkommenden Betriebsfällen genau den Kanal zu wählen, der eine eindeutige Unterscheidung zwischen einem Kurzschlußstrom und einem Betriebsstrom ermöglicht. Bei den Kurzschlußströmen kann dabei ferner unterschieden werden zwischen den entfernten Kurzschlußströmen mit einer relativ geringen ttromhöhe und den entfernten Kurzschlußströmen mit einer hohen Stromsteilheit und einer hohen Stromhöhe.The invention is therefore based on the object of the known triggering device to be improved in such a way that an unambiguous and reliable one for all cases that occur Distinction between the short-circuit currents to be switched off and the currents not to be switched off Operating currents is possible. In the case of a trigger device, this task is the at the beginning said type solved according to the invention in that the first channel with his Integrator and comparator at least one further, identically structured channel is connected in parallel, the sensitivity of which can be set to a different value is. This makes it possible to select precisely the channel depending on the operating cases that occur to choose a clear distinction between a short circuit current and allows an operating current. A further distinction can be made between the short-circuit currents are between the remote short-circuit currents with a relatively low current level and the remote short-circuit currents with a high current slope and a high Current level.
Dabei können z.B. zwei Kanäle vorgesehen sein, wobei im ersten Kanal nur solche Ströme zur Auslösung führen, deren Stromsteilheit im Bereich der Stromsteilheit von entfernten Kurzschlußströmen liegt und deren Höhe einen eingestellten Wert überschreitet, während im zweiten Kanal nur die Ströme zur Auslösung führen, deren Stromsteilheit im Bereich der nahen Kurzschlunströme liegt und deren Stromhöhe oberhalb der Höhe eines eingestellten Wertes liegt.For example, two channels can be provided, with the first channel only those currents lead to tripping whose current steepness is in the range of the current steepness of distant short-circuit currents and the magnitude of which exceeds a set value, while in the second channel only the currents lead to tripping, their current steepness is in the area of the near short-circuit currents and their current level is above the level of a set value.
Das Auslösegerät gemäß der Erfindung ist derart ausgestaltet, daß die Auswahl eines bestimmten Kanals automatisch durch das an den Kanaleingängen anstehende Signal erfolgt, wobei eine Umschaltung von einem Kanal auf einen anderen Kanal an bestimmten Umschalter punkten stattfindet, die durch die Größe des Stromanstiegs des Wandler-Eingangssignales bestimmt werden. Die Umschaltung selbst geschieht vorzugsweise mindestens über einen elektronischen Umschalter, der z.B. jeweils vor dem Integrator eines Kanales angeordnet sein kann, und mit dem der bisher arbeitende Kanal gesperrt wird. Nach einem weiteren Nerkmal der Erfindung sind die von dem Stromanstieg des Wandler-Eingangssignales abhängigen Umschaltpunkte der einzelnen Kanäle derart gewählt, daß diese *) Stromsteilheit una Kanäle mit steigender Stromsteilheit des Wandler-Eingangssignales in Funktion treten.The trigger device according to the invention is designed such that the selection of a certain channel automatically by the at the channel inputs pending signal takes place, with a switchover from one channel to another Channel points at certain changeover switches takes place, which is determined by the size of the current rise of the converter input signal can be determined. The switchover itself is preferably done at least via an electronic switch, e.g. in front of the integrator of a channel can be arranged, and with which the previously working channel is blocked will. According to a further feature of the invention, those of the current rise of the Converter input signal-dependent switchover points of the individual channels are selected in such a way that that this *) current steepness una Channels with increasing current steepness of the converter input signal come into operation.
Die Empfindlichkeit eines Kanals wird vorzugs.eise jeweils durch die Einflußgrößen der Integrationsdauer, der Referenzspannung des Komparators und der Eingangsempfindlichkeit des Integrators bestimmt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das zur Einstellung der Integrationszeit der Integratoren dienende Zeitglied durch eine Steuergröfle derart beeinflußt werden, daß eine Löschung des integrierten Signales bereits dann erfolgt, wenn der Stromanstieg di/dt des 5fandlereingangssignals zu Null wird.The sensitivity of a channel is preferably determined by the Influencing variables of the integration time, the reference voltage of the comparator and the Determines the input sensitivity of the integrator. According to another feature of the The invention can be used to set the integration time of the integrators Timing element can be influenced by a control variable in such a way that deletion of the integrated signal already occurs when the current rise di / dt of the 5fandler input signal becomes zero.
Diese Einrichtung dient vor allem dazu, entfernte Kurzschlußströme besser erfassen zu können. Da bei derartigen Kurzschlußströmen die Stromsteilheit und Stromhöhe relativ gering sein kann, mun über eine längere Zeit integriert werden, um ein auswertbares Signal zu bekommen. Da jedoch bei einer Integration über eine längere Zeit auf unerwünschte Weise zwei Anfahrstromsprünge integriert werden könnten, ergäbe dies einen falschen Meßwert. Um das zu vermeiden, soll eine Löschung bereits dann erfolgen, wenn die Stromänderung des ersten Anfahrstromsprunges zu Null wird.This device is mainly used to remotely control short-circuit currents to be able to grasp better. Since with such short-circuit currents the current gradient and current level can be relatively low, can be integrated over a longer period of time, to get an evaluable signal. However, since an integration via a two starting current jumps could be integrated in an undesired manner for a longer period of time, this would result in an incorrect reading. To avoid this, a deletion should already take place when the current change of the first starting current jump becomes zero.
In der Zeichnung ist in den Figuren 1 - 2 ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing, an exemplary embodiment is shown in FIGS. 1-2 of the object according to the invention shown schematically.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Auslösegerätes. Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit den verschiedenen Kanälen.Fig. 1 shows a block diagram of a trip device. Fig. 2 shows a diagram with the different channels.
Gemäß Fig. 1 ist das Auslöse gerät an einen di/dt-Wandler 10 mit einer Bürde 11 angeschlossen. Das Auslösegerät enthält einen Eingangsverstärker 12 und einen Ausgangsverstarker 13 und besitzt drei Kanäle 14, 15, 16. Jeder Kanal besitzt einen Integrator 17 und einen Komparator 18, an dem die jeweilige Referenzspannung eingestellt werden kann. Mit 19 ist ein auf alle Integratoren wirkendes Zeitglied bezeichnct, das durch eine Steuergröße 20 derart beeinflußt werden kann, daß eine Löschung des integrierten Signals bereits dann erfolgt, wenn der Stromanstieg des Wandler eingangssignals zu Null wird. Die Kanäle 14 und 15 besitzen je einen lektronischen Umschalter 21. Mit 22 ist gestrichelt gezeichnetzen unverzögert wirkendes Meßglied vorgesehen, mit dem bei Bedarf eine direkte Auslösung ohne den Weg über die Kanäle 14 bis 16 erfolgen kann.According to FIG. 1, the tripping device is connected to a di / dt converter 10 with a Load 11 connected. The trigger device includes an input amplifier 12 and an output amplifier 13 and has three channels 14, 15, 16. Each channel has an integrator 17 and a comparator 18 to which the respective reference voltage can be adjusted. At 19 is a timing element that acts on all integrators denotes that can be influenced by a control variable 20 such that a The integrated signal is deleted when the current increases in the Converter input signal becomes zero. The channels 14 and 15 each have an electronic one Changeover switch 21. With 22 is drawn with a dashed line without delay Acting measuring element provided, with which, if necessary, a direct trigger without the Can be done via channels 14 to 16.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Ordinate die Stromänderung n I und auf der Abszisse die Stromsteilheit di/dt aufgetragen ist. '.fie zu erkennen ist, sind dabei verschiedenen Stromsteilheiten verschiedene Kanäle zugeordnet.FIG. 2 shows a diagram in which the change in current is on the ordinate n I and the current gradient di / dt is plotted on the abscissa. '.fie to recognize different channels are assigned to different current slopes.
Für das von Wandler 10 ankommende und verstärkte Signal ul = f (di/dt) stehen 3 Kanäle 14, 15 und 16 zur Verfügung, deren Integratoren 17 dieses ankommende Signal gleichzeitig integrieren.For the amplified signal ul = f (di / dt) arriving from transducer 10 3 channels 14, 15 and 16 are available, their integrators 17 this incoming Integrate signal at the same time.
Das Zeitglied 19 wird gleichzeitig mit dem Eintreffen des Eingangssignales angeregt und gibt alle Integratoren für eine vorausbestimmte Zeit zur Integration frei. Die Kanäle 14, 15 und 16 sind jeweils auf eine voneinander verschiedene Empfindlichkeit eingestellt. Der Ansprechwert innerhalb eines Kanals ist durch die Linien 23, 24 und 25 in Fig. 2 dargestellt. Dieser Ansprechwert kann in Pfeilrichtung 26 in der Höhe verstellt werden. Nit xi, x2 sind Umschaltpunkte der Kanäle bezeichnet, die von der Größe des Stromanstieges des Wandler-Eingangssignales abhängig sind. Somit gelangen alle Eingangssignale unterhalb einer Stromsteilheit von x1 in den Kanal 14 und alle Eingangssignale, deren Stromsteilheit größer als x1 und kleiner als x2 ist, gelangen automatisch nur in den Kanal 15. Ferner ist der Kanal i6 für alle Wandler-Eingangssignale vorgesehen, deren Steilheit größer als x2 ist.The timer 19 is activated simultaneously with the arrival of the input signal encouraged and gives all integrators to integration for a predetermined period of time free. The channels 14, 15 and 16 each have a different sensitivity from one another set. The response value within a channel is indicated by lines 23, 24 and 25 shown in FIG. This response value can be set in the direction of arrow 26 in Height can be adjusted. Nit xi, x2 are the switching points of the channels, which are dependent on the size of the current rise of the converter input signal. Consequently all input signals enter the channel with a current gradient of less than x1 14 and all input signals with a current gradient greater than x1 and less than x2 is automatically only entered into channel 15. Furthermore, channel i6 is for everyone Converter input signals are provided, the slope of which is greater than x2.
Somit gelangt ein Eingangssignal eines entfernten Kurzschlußstromes mit einer relativ niedrigen Steilheit kleiner als x1 automatisch in den Kanal 14 und führt dann zur Auslösung, wenn die Ansprechschwelle 23 überschritten wird. Wenn dagegen ein naher Surzschlußstrom mit einer hohen Stromsteilheit und mit einem hohen Stromwert eintrifft; so wird Kanal 14 automatisch durch den elektronischen Umschalter 21 des Kanals 14 gesperrt und gelangt in -Kanal 15. Hier überschreitet der Kurzschlußstrom die Ansprechschwelle 24 in Fig. 2 und führt somit zur Auslösung. Wenn jedoch ein Wandler-Eingangssignal eines Anfahrstromes einer Anfahrstufe vorliegt, -dessen Steilheit im Bereich des nahen Kurzschlußstromes liegt, so wird auch dieses Signal vom Kanal 15 erfaßt und Kanal t! wird gesperrt. Jedoch vird hier wegen der relativ kleinen Stromhöhe die Ansprecltschwelle 24 in Fig. 2 nicht erreicht, so daß keine Auslösung erfolgt. Die gleichen Überlegungen gelten für das Zuschalten von Hilfsbetrieben, bei denen Stromsteilheiten auftreten, die ebenfalls im Bereich der nahen Kurzschlußströme liege Auch hier- erfolgt somit keine Auslösung, da die Ansprechschwelle 24 in Kanal 2 gemäß Fig. 2 nicht erreicht wird.Thus, an input signal of a distant short-circuit current arrives with a relatively low slope less than x1 automatically into channel 14 and then triggers when the response threshold 23 is exceeded. if on the other hand, a near short-circuit current with a high current gradient and with a high one Current value arrives; so channel 14 is automatically activated by the electronic switch 21 of channel 14 is blocked and enters channel 15. Here the short-circuit current exceeds the response threshold 24 in FIG. 2 and thus leads to tripping. However, if a Converter input signal of a starting current of a starting stage is present, -whose steepness is in the range of the near short-circuit current, this will also be Signal from channel 15 detected and channel t! will be blocked. However, this is because of the relatively small current level does not reach the response threshold 24 in FIG. 2, so that there is no release. The same considerations apply to switching on of auxiliaries, in which current slopes occur, which are also in the area of the nearby short-circuit currents Response threshold 24 in channel 2 according to FIG. 2 is not reached.
Mit Kanal 14 und Kanal 15 können alle vorkommenden Kurzschlußströme -von den Betriebsströmen eindeutig und zuverlässig unterschieden werden. Dabei spricht das Äuslösegerät immer dann an, wenn ein Kurzschlußstrom vorliegt. Er spricht jedoch nicht bei Betriebsströmen an, auch dann nicht 9 wenn deren Stromsteilheit im Bereich der nahen Kurzschlußströme liegt. Zusätzlich zum 1.With channel 14 and channel 15 all occurring short-circuit currents can be controlled - be clearly and reliably differentiated from the operating currents. It speaks the tripping device always switches on when there is a short-circuit current. However, he does speak not for operating currents, not even if their current gradient is in the range of the nearby short-circuit currents. In addition to the 1st
und 2. -Kanal 14, 15 kann noch ein 3. Kanal 16 vorgesehen sein, der erst dann anspricht, wenn Stromsteilheiten oberhalb des Umschaltpunktes xk vorliegen. Dieser Kanal kann so emfpindlich eingestellt werden, daß damit sehr hohe Kurzschlußströme praktisch unverzögert ausgeschaltet werden können. Will man jedoch derartig hohe Kurzschlußströme nicht über einen Integrator laufen lassen, so kann auch eine unverzögerte direkte Auslösung mittels des parallel geschalteten unverzögerten Meßgliedes 22 erfolgen.and 2nd channel 14, 15, a 3rd channel 16 can also be provided, the only responds when there are current gradients above the switchover point xk. This channel can be set so sensitively that it causes very high short-circuit currents can be switched off practically instantaneously. But if you want such a high Do not allow short-circuit currents to run through an integrator, so can an instantaneous direct triggering by means of the instantaneous measuring element 22 connected in parallel take place.
Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, können die Umschaltpunkte x1 und x2 in Richtung einer höheren oder einer niedrigeren Stromsteilheit hin verschoben werden (s. die gestrichelten Linien in Fig. 2).As can be seen from FIG. 2, the switching points x1 and x2 be shifted in the direction of a higher or a lower current gradient (See the dashed lines in Fig. 2).
Die Verstellung der Umschaltpunkte x1, x2 und die Einstellung der Ansprechwertä 23, 24, 25 erfolgt durch Potentiometer am Auslösegerät.The adjustment of the switching points x1, x2 and the setting of the Response values 23, 24, 25 are made by a potentiometer on the tripping device.
Die F-nktionstctigkeit'der Stromanstiegsauslösung kann in üblicher Weise durch eine nicht dargestellte Prüfeinrichtung überprüft werden.The function of the current rise triggering can be in the usual Way to be checked by a test device, not shown.
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