DE2732380A1

DE2732380A1 - Spannungsmesseinrichtung

Info

Publication number: DE2732380A1
Application number: DE19772732380
Authority: DE
Inventors: George F Bogel; Robert M Oates
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1976-07-19
Filing date: 1977-07-18
Publication date: 1978-01-26
Also published as: JPS5312057A; US4096395A; AU509822B2; JPS6022576B2; ES460867A1; ZA773867B; BE856935A; IT1077350B; AR212930A1; FR2359533A1; CA1072198A; BR7704657A; GB1555602A; AU2676677A

Description

Drying. Ernst Startmann

4 Düsseldorf 1 Schadowplatz 9

.Düsseldorf, 15. Juli 1977

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Spannungsmeßeinrichtung

Die Erfindung betrifft Spannungsmeßfühler und insbesondere solche Spannungsmeßfühler, die für die Anwendung bei automatischen Steuerungsübertragungseinrichtungen benutzt werden können, die selektiv ein elektrisches Verteilungssystem mittels mehrerer Leistungsquellen erregen.

Bei der Versorgung von industriellen und kommerziellen Einrichtungen mit elektrischer Leistung ist es oft wünschenswert, alternative Quelle für elektrische Leistung vorzusehen, um die Kontinuität der Versorgung sicherzustellen. Manchmal können diese Quellen getrennte Zuführkreise des Elektrizitätswerkes umfassen. In anderen Fällen können ein Dieselgenerator oder auch mehrere Generatoren als alternative Quelle vorgesehen sein. Es müssen Mittel vorhanden sein, um das Verteilungssystem zwischen den alternativen Quellen umzuschalten und es ist oft wünschenswert, diese Schaltfähigkeit als eine automatische Funktion vorzusehen. Wenn daher die primäre Leistungsquelle versagen sollte, wird die Ubertragungssteuerungseinrichtung das Verteilungssystem automatisch von der Primärquelle zur alternativen Quelle umschalten.

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Bei der Schaffung einer automatischen Übertragungssteuerungseinrichtung für eine besondere Anwendung ist es gewöhnlich bei der Ausführung der Konstruktion für jede Anwendung notwendig, verschiedene Relais und Bauteile auszuwählen, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Bekannte automatische Ubertragungssteuerungseinrichtungen haben manchmal ein bestimmtes Ausmaß an Flexibilität, erforderten jedoch oft Hilfsrelais und Hilfsbauteile. Zusätzlich erforderten bekannte automatische Steuerungsübertragungseinrichtungen, die elektromechanische logische Bauteile benutzten, wesentliche Leistungsmengen. Es ist wünschenswert, eine automatische Übertragungssteuerungseinrichtung zu haben, die ausreichend flexibel ist, um eine große Zahl von Ubertragungssteuerungsanwendungen zu handhaben, einschließlich dreidrähtiger und vierdrähtiger Systeme. Zusätzlich ist es wünschenswert, eine Einrichtung zur überwachung der Phasenfolge sowohl bei dreidrähtigen als auch bei vierdrähtigen Systemen zu schaffen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Spannungsmeßfühler zu schaffen, der in der Lage ist, sowohl dreidrähtige als auch vierdrähtige Eingänge anzunehmen.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Die Erfindung besteht also aus einer Spannungsmeßeinrichtung, die in der Lage ist, sowohl dreidrähtige wie auch vierdrähtige Systeme zu überwachen, wobei die Einrichtung aus ersten, zweiten und dritten Schwellwertdetektoren, und ersten zweiten und dritten Eingangsanschlüssen, die dreidrähtige oder vierdrähtige Eingänge aufnehmen können, bestehen, wobei die ersten und zweiten Eingangsanschlüsse an die Eingänge der ersten bzw. zweiten Schwellwertdetektoren angeschlossen sind. Erfindungswesentlich ist, daß das Gerät Einrichtungen umfaßt, um künstlich einen Testwert zu erzeugen, der proportional zur Spannung zwischen Phase und Phase ist, sowie einen Programmschalter, der eine erste Stellung aufweist, die dem dreidrähtigen System entspricht, um den Eingang des dritten Schwellwertdetektors mit dem Ausgang der künstlichen Spannungs-

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generatoreinrichtung zu verbinden, sowie eine zweite Stellung, die vierdrähtigen Systemen entspricht, um den Eingang des dritten Schwellwertdetektors mit dem dritten Eingangsanschluß zu verbinden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines elektrischen Verteilungssystems mit zwei alternativen Quellen für elektrische Leistung unter Anwendung von zwei Schaltkreistrennern zur Versorgung einer Einzellast;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines elektrischen Verteilungssystems unter Anwendung von zwei alternativen Quellen für elektrische Leistung und drei Schaltkreistrennern zur Versorgung von zwei Lasten;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Spannungsmeßfühlers, der in der automatischen übertragungssteuerungseinrichtung der Fig. 1 oder 2 enthalten ist;und

Fig. 4 ein Vektordiagramm der von der Schaltung der Fig. 3 gemessenen Spannungen.

In Fig. 1 ist ein mehrphasiges elektrisches Verteilungssystem einschließlich einer automatischen übertragungssteuerungseinrichtung 12 (im folgenden als ATC bezeichnet) dargestellt. Das System umfaßt eine mehrphasige elektrische Last 14, die aus einem einzelnen Gerät, wie einem Computer oder einem viel größeren Gebilde bestehen kann, wie beispielsweise eine Fabrik, ein Krankenhaus oder ein Einkaufszentrum. Die Last 14 wird von einer von zwei alternativen mehrphasigen elektrischen

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Quellen 16 und 18 versorgt, die Transformatoren oder auch dieselangetriebene elektrische Generatoren sein können. Die Quellen 16 und 18 werden selektiv mit der Last 14 über erste und zweite Hauptschaltkreistrenner 52-1 und 52-2 verbunden. Die Schaltkreistrenner 52-1 und 52-2 werden durch die automatische Übertragungssteuerung (ATC) 12 gemäß dem Zustand der Quellen 16 und 18 betätigt. Die automatische übertragungssteuerung 12 mißt die elektrischen Zustände an den Quellen 16 und 18 über Verbindungen 24 und 26. Die von der ATC gemessenen Parameter umfassen die Spannung einer jeden Phase, die Phasenfolge sowie die Frequenz. Die logische Schaltung innerhalb der ATC bewirkt die Auswahl der Quelle höchster Qualität für die Leistungsversorgung der Last 14.

Fig. 2 zeigt ein mehrphasiges elektrisches Verteilungssystem ähnlich zu dem System der Fig. 1. Bei dem System 11 gibt es jedoch zwei elektrische Lasten 28 und 30, die über eine Querverbindung 32 miteinander verbunden sind. Ein Querverbindungstrenner 52-T ist vorgesehen, um die zwei Lasten 28 und 30 selektiv miteinander zu verbinden.

Die ATC 12 umfaßt für jede Quelle Spannungs- und Frequenzmeßfühler, wobei die Meßfühler über Potentialtransformatoren mit der zugehörigen Quelle verbunden sind. Mehrere Eingangs- und Ausgangsanschlüsse sind vorgesehen, um die ATC mit Information zu versorgen, die den Zustand (offen oder geschlossen) der zugehörigen Schaltkreistrenner, die bei Versagen der Quellen vorzunehmende Tätigkeit, die Art des zu steuernden Verteilungssystems, usw., betreffen. Ausgänge der ATC umfassen Schließ- und Auslösesignale für jeden Trenner sowie Generatorstartsignale. Die ATC ist über Leistungstransformatoren mit jeder Quelle verbunden und enthält logische Schaltungen, um die beste Quelle zu jeder gegebenen Zeit für die Versorgung der ATC mit Steuerleistung auszuwählen.

Die ATC umfaßt zwei identische Sätze von Schaltungen für Spannungs-, Frequenz- und Zeitsteuerlogik, Steuerleistungslogik,

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Steuerleistungsausgang, Hi1fsübertragungseingang und Generatorstartlogik, wobei für jede Quelle ein Satz Schaltung vorgesehen ist. Zusätzlich enthält die ATC Schließ- und Auslöseausgangssignaleinrichtungen für jeden der zwei Haupttrenner sowie für den Querverbindungstrenner, obwohl der Querverbindungstrenner nicht in jeder Anwendung verwendet werden mag.

Jede Spannungsmeßeinrichtung führt die Funktion aus, die bisher drei Unterspannungsabfühlrelais sowie ein Phasenfolgerelais erforderte. Erfindungsgemäß enthält der Spannungsmeßfühler Schaltkreise für den unabhängigen Vergleich eines jeden der drei Phasenspannungen mit Aufnahme- und Abfallgrenzen, für die überprüfung der Phasenfolge und für die überwachung der Spannung zwischen Phase und Phase, die einen Steuerleistungstransformator (nicht dargestellt) erregt, der die zugehörigen Schaltkreise für die automatische Leistungsübertragungseinrichtung mit Leistung versorgt. Eine: der mit der Spannungsmeßfühlereinrichtung erzielten Vorteile ist der, daß es die Flexibilität besitzt, verschiedene Eingangsverbindungen zu akzeptiren, die typischerweise bei dreiphasigen Systemen vorkommen. Ein Programmschalter PS-9 ist vorgesehen, um entweder dreiphasig dreidrähtige oder dreiphasig vierdrähtige Quellen auszuwählen. Ein anderer Programmschalter PS-11 wählt den Spannungsbereich aus, der an die automatische übertragungssteuernngseinrichtung angelegt werden soll. Somit gibt es vier unterschiedliche Arten, die Spannungsmeßfühlereingänge anzuschließen:

1) für die Anwendung bei einer Systemspannung von 480/277 V unter Anwendung von drei Potentialtransformatoren (PT's) mit einem 4:1 Verhältnis angeschlossen in Y-Y. Der Eingang von der Sekundärwicklung der PT's wird eine vierdrähtige Verbindung sein, wobei die Spannung einer Sekundärseite der PT's 69 V ist, Phase an Masse. Die Programmierschalter werden dann für vierdrähtigen 69-Voltbetrieb eingestellt.

2) Pur die Anwendung bei einer Systemspannung von 480/277 V bei Anwendung von drei PT's mit einem Verhältnis von 2,4:1 angeschlossen in Y-Y. Der Eingang von der Sekundärwicklung der PT's wird eine Vierdrahtverbindung sein, wobei

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die Spannung der PT's 120 V zwischen Phase und Masse ist. Die Programmierschalter werden für vierdrähtigen 120-Voltbetrieb eingestellt.

3) Für Anwendung mit einer Systemspannung von 208/120 V

mit keinen PT's. Die Verbindung von den Quellen wird vierdrähtig sein, mit einer Spannung von 120 V zwischen Phase und neutralem Leiter. Die Programmierschalter werden dann für vierdrähtigen 120-Voltbetrieb eingestellt.

4) Für Anwendungen mit einer Systemspannung von 480 V unter Anwendung mit zwei PT's mit einem Verhältnis von 4:1, angeschlossen im offenen Dreieck. Der Eingang von der Sekundärwicklung der PT's wird eine dreidrähtige Verbindung sein, wobei die Spannung einer Sekundärwicklung der PT's 120 V zwischen Phase und Masse beträgt. Die Programmierschalter werden dann für dreidrähtigen 120-Voltbetrieb eingestellt.

Vier lichtemittierende Dioden (LED's) werden für jede Quelle vorgesehen. Bei Erleuchtung wird eine LED anzeigen, daß die Phasenfolge richtig ist. Die anderen drei LED's sind mit Phase A, Phase B und Phase C markiert und werden erleuchtet, wenn die entsprechenden Phasenspannungen normal sind. Wenn beispielsweise ein Spannungsverlust bei Phase A auftritt, während Phase B und Phase C noch die normale Spannung zeigt, würde die LED der Phase A erlöschen und anzeigen, daß die Phase A unter normal ist. Die LED's der Phasen B und C würden erleuchtet bleiben.

Zwei Spannungseinstellpotentiometer sind für jede Quelle für Spannungsaufnahme bzw. Spannungsausfall vorgesehen. Die Spannungsaufnahme ist die Höhe der Spannung, auf die die Phasenspannung ansteigen muß, damit die ATC anerkennt, daß die Spannung wieder zum Normalzustand zurückgekehrt ist. Das Spannungsaufnahmepotentiometer ist von 90 bis 98 % der Nennspannung einstellbar. Das Spannungsausfallpotentiometer ist zwischen 65 und 90 % der Nennspannung einstellbar.

In Fig. 3 ist ein Spannungsmeßfühlerschaltkreis dargestellt,

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der gemäß den Lehren der Erfindung konstruiert ist. Die Sekundärwicklungen TS1 und TS2 der Eingangspotentialtransformatoren beziehen sich auf Masse und die Spannungsgrößenmessungen sind bezüglich Masse negativ. Fig. 3 zeigt den Spannungsmeßfühlerschaltkreis angeschlossen an einen Potentialtransformator in offenem Dreieck. Die Verbindungen für einen vierdrähtigen Y-Sekundärpotentialtransformator sind in gestrichelten Linien wiedergegeben.

Im rechten Mittelteil der Fig. 3 ist ein Schalter PS-11 dargestellt, der die Bezugsspannung auswählt: 5,1 oder 8,0 V für Nennwechseleingänge von 69 bzw. 120 V. Ein Potentiometer "Ausfall" R577 bestimmt die Schwellwertspannung für die drei Eingangsvergleicher 5A, die 65 bis 90 % der Nenneingangsspannung entsprechen, wenn der Meßfühlerausgang an der Sammelschiene normale Spannungen anzeigt. Der Transistor Q52 schaltet ein Potentiometer "Aufnahme" R578 ab, indem er den Transistor auf Masse-Potential anhebt und die Diode D514 in Umkehrrichtung vorspannt.

Wenn sich der Schalter P^-9 in der vierdrähtigen Stellung befindet, versorgt jeder der drei Spannungen zwischen Phase und neutralem Leiter identische Schaltkreise. Die Spannung der Phase A der Potentialtransformatorsekundärwicklung TS1, angeschlossen am Anschluß V 37, wird durch die Widerstände R57O

und R556 geteilt, wobei die Diode D55 während der positiven Halbwelle verklemmt. Wenn die negative Spitze die Größe der Schwellwertspannung überschreitet, wird der Vergleicherausgang 5A2 hoch, um den monostabilen Multivibrator 5B auszulösen. Der Ausgang 5B6 wird hoch, blockiert die Diode D58 und der Ausgang 5B7 wird niedrig und schaltet die lichtemittierende Diode "0A" D519 ein. Der Impuls von 44 Millisekundenbreite des retriggerbaren monostabilen Multivibrators 5B erfordert, daß zwei aufeinanderfolgende Leitungszyclen unter einen ausgewählten Schwellwert abfallen, damit eine Anzeige über niedrige Spannung erfolgt. Wenn eine der drei Phasenspannungen (oder die Phasenfolge) nicht normal sind, wird der Vergleichereingang

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5E6 unter den Bezugseingang 5E7 durch die Dioden D58_f D59, D51O (oder D517) nach unten gezogen. Ist die Spannung normal V1, wird der Ausgang am Anschluß V 14 niedrig sein und sein Komplement wird am Anschluß V 12 hoch werden, um eine unnormale Sammelschienenspannung anzuzeigen. Dieses Spannungssignal wird einer Steuerleistungsübertragungslogik (nicht dargestellt) zugeführt, die die Schaltung des Verteilungssystems zwischen der Primärquelle und der alternativen Quelle steuert. Wenn V1 hoch wird, schaltet der Transistor Q51 ein, um das Potentiometer R577 "Ausfall" abzuschalten. Dies veranlaßt die Vergleicherschwellwertspannung bei 5A5, 5A9 und 5A11 auf einen solchen Wert angehoben zu werden (ein erhöhter negativer Wert) wie er von dem Potentiometer R578 "Aufnahme" festgelegt wird, entsprechend einem Eingang von 90 % bis 98 % der Nennspannung.

Es ist ein Steuerleistungsauswahlschalter vorgesehen, obwohl dieser nicht dargestellt ist, der festlegt, welche Leistungsquelle als Normalquelle für die Steuerleistung für die ATC selbst ausgewählt wird. Wenn der Programmschalter offen ist, wird die Quelle Nr. 1 als die normale Steuerleistungsquelle ausgewählt. Wenn der Schalter geschlossen ist, wird die Quelle Nr. 2 als normale Quelle festgelegt. Die obigen Feststellungen gelten nur, wenn beide Quellen sich auf Normalspannung befinden.

Die Steuerleistungsübertragungslogik wird die Quelle mit höherer Spannung heraussuchen, unabhängig von der Einstellung des Programmschalters, wenn die Höhe der vorgesehenen Quelle unter die Ausfalleinstellung der zugehörigen Spannungsmeßeinrichtung abfällt. Man nehme an, daß der Programmierschalter PS-1 so eingestellt ist, das er die Quelle Nr. 1 als normale Steuerleistungsversorgungsquelle auswählt. Wenn die Spannungsquelle Nr. 1 unter die Ausfallspannungseinstellung des Spannungsmeßfühlers Nr. 1 abfällt und der Spannungsmeßfühler Nr. 2 normale Spannung zeigt, wird die Steuerleistungsübertragungslogik eine Übertragung zur Quelle Nr. 2 signalisieren. Wenn die wiederhergestellte Spannung an der Quelle Nr. 1 den Aufnahmepegel eines Spannungsmeßfühlers überschreitet, wird eine Rück-

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kehr zur Quelle Nr. 1 stattfinden, weil die Einstellung von PS-1 die Quelle Nr. 1 als die normale Steuerleistungsversorgung festlegt.

Die Potentialtransformatoren der Phasen A und C sind auch mit Spannungsteilern verbunden, die aus den Widerständen R575 und R562 bzw. R576 und R56O bestehen. Ein Signal proportional zur Phase der Phasenspannung V (t) wird durch den Operationsverstärker 5C erzeugt und erscheint am Ausgang 5C12. Ein Rückführungswiderstand R565 ist zwischen Ausgang 5C12 und Eingang 5C1 angeschlossen. Bei einem dreidrähtigen System liefern die zwei im offenen Dreieck geschalteten Potentialtransformatoren Spannungen V . (t) und V , (t) zu den Spannungssensoren der Phasen A und C an V.37 bzw. V_33. Der zu V (t) proportionale

A A Cc*

Wert, der vom Operationasverstärker erzeugt wird, wird dem dritten Meßfühler bei 5A8 über den Widerstand R551 und den Schalter PS-9A zugeführt.

Die künstlich erzeugte Phasenspannung V__(t) verfolgt noch drei andere Funktionen, die im einzelnen noch zu beschreiben sind. Zuerst legt sie fest, welche der zwei Phasen, die zur Versorgung der Steuerleistungstransformatoren (nicht dargestellt) verwendet werden, auf zumindest 55 % des Normalwertes sind. Das 55 %-Kriterium wird gewählt, da ein einzelner Phasezu-Masse-Fehler eine Spannung zwischen der fehlerhaften Phase und einer fehlerfreien Phase verursacht, die 57 % der Nennspannung beträgt. Dieses Fehlerausmaß für eine Quelle führt su einer übertragung der Hauptlast weg von der teilweise versagten Quelle. Es bleibt jedoch ausreichend Spannung für die ATC übrig, um die Steuerfunktionen richtig auszuführen. Somit führt ein Versagen von nur einer einzigen Phase noch nicht dazu, daß die Quelle für Steuerzwecke ungeeignet wird. Jedoch zeigt eine Spannung zwischen Phase C und Phase A von weniger als 55 %, daß ein größerer Fehler aufgetreten ist, wodurch die ATC veranlaßt wird, die Steuerleistung von der anderen Quelle zu erlangen.

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Eine 55 %-Schwellwertgleichspannung, die von den Widerständen R563 und R567 abgeleitet wird, wird dem Vergleichereingang 5E9 zugeführt. Schalter PS-9B verbindet V„_a(t) von 5C12 über

Ca

entweder R561 oder R552 mit dem Vergleicher VE8 in einem Schaltkreis, der ähnlich dem des Spannungsvergleichers 5A weiter oben ist. Wenn V (t) (der den Leistungssteuertransformator

CcI

versorgt) oberhalb 55 % des normalen Wertes liegt, wird der Vergleicherausgang 5E14 hoch (P1 = 1) und veranlaßt den monostabilen Multivibratorausgang 5D6, den Anschluß V 20 hochzutreiben, wodurch angezeigt wird, daß die Quelle ausreichend ist, um die Steuerleistung zu liefern.

Ein zweiter zusätzlicher Verwendungszweck für die künstlich erzeugte Signalspannung V (t) liegt darin, festzustellen,

Cd

welche der zwei Quellen die größere Spannung zwischen Phase A und Phase C aufweist. Diese Spannung wird verwendet, um die Steuerleistungstransformatoren zu versorgen.

Das Signal V_n,(t) wird gleichgerichtet und geglättet durch

Cd

Diode D518 und Kondensator C510 um den Vergleichereingang 5A6 zu versorgen. Ein identischer Schaltkreis am zweiten Spannungs-

meßfühlerschaltkreis ist über eine externe Verbindung querverkoppelt, wobei der negative Eingang des Vergleichers von Spannungsmeßfühlerschaltkreis Nr. 1 mit dem positiven Eingang des Vergleichers von Spannungsmeefühlerschaltkreis Nr. 2 verbunden ist und umgekehrt. Diese Vergleicher legen fest, welche der zwei Leistungssteuerquellen einen größeren Wert aufweist. Der Vergleicherausgang VA1 des Spannungsmeßfühlerschaltkreises Nr. 1 treibt den Anschluß V_1Λ4 hoch, wenn V „ von Nr. 1 größer

I \J Ca

ist (P1>P2 =1). Der doppelte Hystereseeffekt der Rückführungswiderstände R536 in jedeir Vergleicher stellt sicher, daß eine vorher niedrigere Quelle die ausgewählte Steuerleistungsquelle um mehrere Volt überschreiten muß, bevor eine Steuerleistungsübertragung stattfindet.

Phasenfolgenüberprüfung ist die dritte zusätzliche Anwendung

s mit einer 30° N 709884/0922

des Signals V ₌(t), das mit einer 30° Nacheilung aufgrund von

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Widerstand R566 und Kondensator C53 phasenverschoben ist. Bei vierdrähtigen Systemen von richtiger Phasenfolge verbindet Schalter PS-9C ein Signal V (t) mit dem Operationsverstärkereingang 5C7, gleich in Größe und Phase zum Signal V (t -30 ) am Verstärkereingang 5C6. Bei dreidrähtigen Systemen verbindet der Schalter PS-9C V _b(t) den Operationsverstärkereingang 5C7 über ein um 30° voreilendes Netzwerk (Widerstand R573, R574, R568 parallel zu R569 und Kondensator C51). Bei richtiger Phasenfolge ist das Signal V . (t +30°) gleich in Größe und Phase dem Signal V _a(t -30°).

ca

Figur 4 zeigt ein Vektordiagramm der Phasenfolgenschaltkreisoperation. Es ist zu erkennen, daß bei normaler Phasenfolge bei einem vierdrähtigen System der Phasenwinkel der Spannung von Phase zu Masse V(90°) gleich dem Phasenwinkel der Spannung Phase zu Phase V (120°) ist, verschoben um 30 in nacheilender

ca

Richtung. In ähnlicher Weise wird bei normaler Phasenfolge bei einem dreidrähtigen System der Winkel der Spannung V₀J₃(GO⁰), um 30 voreilend verschoben, gleich dem Winkel der Spannung V (120 ), in nacheilender Richtung verschoben. Die Widerstände R574, R573, R568 und R566 sind so gewählt, daß sie die richtigen Proportionalitätskonstanten liefern, um die Gleichungen der Fig. 4 zu erfüllen. Somit wird sowohl in dreidrähtiger als auch in vierdrähtiger Stellung die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 5C10 vernachlässigbar und der positive Komparatoreingang 5E11 nahe am Massepotential aufgrund des Widerstandes R528 liegen. Der Komparatorausgang 5E13 ist hoch, wodurch die Diode D517 blockiert und die lichtemmitierende Diode D522 (Phasenfolge korrekt) über Transistor Q53 erleuchtet wird. Sowohl für drei- als auch für vierdrähtigen Betrieb ist die umgekehrte Phasenfolge äqvivalent zu einer 180°-Phasenumkehr des Vektors V₀₃. Somit wird die große Spannung, die aufgrund der außer Phase befindlichen Eingänge am Operationsverstärkerausgang vorhanden ist, durch Diode D515 und Kondensator C59 gleichgerichtet und geglättet. Der positive Eingang 5E11 wird unter den -8Volt-Bezugseingang herabgetrieben und der Ausgang 5E13 wird niedrig. Transistor Q53 und LED D522

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werden abgeschaltet gehalten. Diode D517 zieht den Vergleichereingang 5E6 niedrig, um anzuzeigen, daß am Spannungsmeßfühlerausgang V 14 eine abnormale Quelle liegt.

Es wurde oben gezeigt, daß die vorliegende Erfindung einen verbesserten Spannungsmeßfühler für die automatische Übertragungssteuereinrichtung liefert, der für die Anwendung entweder bei dreidrähtigen oder vierdrähtigen Systemen angepaßt ist und der für jede Quelle eine vollständige Spannungs- und Phasenfolgenüberwachung durchführt.

ES/ge/vg 3

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Claims

Drying. Ernst Sfratmann Patentanwalt 4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9 Düsseldorf, 15. Juli 1977 46,670 7752 Westinghouse Electric Corporation Pittsburgh, Pa., V. St. A. Patentansprüche :

1. J Spannungsmeßfühlereinrichtung, die in der Lage ist, so-/

^-" wohl mit dreidrähtigen als auch mit vierdrähtigen Eingangssystemen zu arbeiten, mit ersten, zweiten und dritten Schwellwertdetektoren und ersten, zweiten und dritten Eingangsanschlüssen, die drei- oder vierdrähtige Eingänge aufzunehmen in der Lage sind, wobei die ersten und zweiten Eingangsanschlüsse mit den Eingängen des ersten bzw. zweiten Schwellwertdetektors verbunden sind, gekennzeichnet durch Einrichtungen (5C) , um eine Testspannung künstlich zu erzeugen, die proportional zur Phase-zu-Phasespannung (VCA) ist, und durch einen Programmierschalter (PS-9A), der eine erste, dreidrähtigen Systeme entsprechende Stellung aufweist, um den Eingang des dritten Schwellwertdetektors (5A) mit dem Ausgang der Generatoreinrichtung für die künstliche Spannung (5C) zu verbinden, sowie eine zweite Stellung besitzt, die vierdrähtigen Systemen entspricht, um den Eingang des dritten Schwellwertdetektors (5A) mit dem dritten Eingangsanschluß zu verbinden.

2. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoreinrichtung für die künstliche Spannung (5C) einen Operationsverstärker umfaßt.

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3. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Abfühlen der Phasenfolge von jeder der Phasen (A, B, C bzw. 0) des an die Eingangsanschlüsse angeschlossenen dreidrähtigen oder vierdrähtigen Systems.

4. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch in den Phasenfolge-Abfühleinrichtungen vorgesehene erste und zweite Phasenverschiebeeinrichtungen (C53, R566), die mit der Kunstspannunggeneratoreinrichtung (5C) verbunden sind, um die künstlich erzeugte Spannung hinsichtlich der Phase zu verschieben, durch Vergleichseinrichtungen (5C) mit einem an die erste Phasenverschiebereinrichtung (C53, R566) angeschlossenen Eingang (6), durch mit dem anderen Eingang (7) der Vergleichseinrichtung (5C) verbundene zweite Phasenverschiebereinrichtungen (C51, R568) , und durch einen zweiten Programmschalter (PS-9C) mit einer ersten Stellung, die dreidrähtigen Systemen entspricht, um eine am ersten oder am zweiten Eingangsanschluß erscheinende Phase-zu-Phasenspannung mit der zweiten Phasenverschiebereinrichtung (C51, R568) zu verbinden, und einer zweiten Stellung, die vierdrähtigen Systemen entspricht, um die Phase-zu-Phasenspannung direkt mit dem anderen Eingang (7) der Vergleichereinrichtung (5C) zu verbinden.

5. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung (5C) einen Operationsverstärker umfassen.

6. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die künstlich erzeugte Spannung um 30 nacheilend verschoben wird und daß der zweite Programmschalter (PS-9C) sich in der ersten Stellung befindet, daß die Vergleichseinrichtungen (5C) die nacheilende Spannung und die Phase-zu-Phasespannung mitein-

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ander vergleichen und bei Ungleichheit einen Phasenfehler im dreidrähtigen System, das an die Eingangsanschlüsse angeschlossen ist, anzeigen.

7. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die künstlich erzeugte Spannung um 30° in nacheilender Richtung verschoben ist, wenn der zweite Programmschalter (PS-9C) sich in seiner zweiten Stellung befindet, daß die zweite Phasenverschiebereinrichtung (C51, R568) die eine Phase-zu-Phasenspannung um 30 in voreilender Richtung phasenverschiebt, und daß die Vergleichereinrichtungen (5C) die voreilend und nacheilend phasenverschobenen Spannungen miteinander vergleicht und daß eine Ungleichheit einen Phasenfehler in dem an den Eingangsanschlüssen angeschlossenen vierdrähtigen System anzeigt.

8. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch Einrichtungen (R577, R578) zur selektiven Schaffung von ersten und zweiten Bezugsspannungspegeln für ersten, zweiten und dritten Schwellwertdetektor (5A, 5B).

9. Spannungsmeßfühlereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bezugsspannung liefernden Einrichtungen erste und zweite Potentiometer (R577, R578) aufweisen, die parallel über eine Quelle für konstante Gleichspannung angeschlossen sind und mit ihrem Schleiferarm an einenjersten, zweiten und dritten Schwellwertdetektor (5A, 5B) über erste bzw. zweite Dioden

(D514) angeschlossen sind, und daß erste und zweite Einrichtungen (Q51, Q52) an das erste und das zweite Potentiometer (R577, R578) angeschlossen sind, die auf Ausgänge vom ersten, zweiten und dritten Schwellwertdetektor (5A, 5B) durch Abschaltung des ersten bzw. zweiten Potentiometers (R577, R578) reagieren.

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