DE3110119A1 - Indicator of the direction of power flow - Google Patents
Indicator of the direction of power flowInfo
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Abstract
Description
Elektronischer EnergierichtungsanzeigerElectronic energy direction indicator
Energierichtungs an zeiger zeigen eine erfolgte überlast in elektrischen Leitungen an.Energy direction indicators show that an electrical overload has occurred Lines on.
Sie werden zur überwachung von Kabel- und Schienensystemen eingesetzt (Ringnetzleitung mit zwei oder mehrern Einspeisungen oder einseitig gespeiste Parallelnetzleitungen).They are used to monitor cable and rail systems (Ring network line with two or more feeds or parallel network lines fed on one side).
Der Energierichtungsanzeiger wird in elektrischen Leitungen (Nieder-, Mittel-und Hochspannungsanlagen) eingesetzt. Er zeigt das Überschreiten einer vorgegebenen überlastgrenze an und in welche Richtung die Energie geflossen ist. Die Ursache der überlast ist zwischen den aufeinander zuweisenden Energierichtungsanzeigern zu finden.The energy direction indicator is installed in electrical lines (low, Medium and high voltage systems) are used. It shows the exceeding of a predetermined one overload limit and in which direction the energy flowed. The cause the overload is between the energy direction indicators facing each other to find.
Mittelns dieses Gerätes wird eine sichere und schnelle überlastortung in Ring- und Parallelnetzen ermöglicht.Using this device, a safe and fast overload location is achieved in ring and parallel networks.
Energierichtungsanzeiger sind bekannt (Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH, 6000 Frankfurt, Auslegeschrift Nr. 24 12 792.) Der genannte Richtungsanzeiger muß mit einer von außen zugeführten Netzspannung separat versorgt werden. Diese Versorgungsspannung darf nicht aus dem zu überwachenden Hochspannungsnetz abgeleitet werden, da im Kurzschlußfall der Phasenvergleich zwischen Strom und Spannung durch den Wegfall der Spannung nicht durchgefbrrt werden kann. Die Isolationseigenschaften des erforderlichen Stromwandlers muß den Prüfungsbedingungen eines Hochspannungsnetzes entsprechen. Dieses Gerät ist in heutigen Hochspannungsnetzen nur noch unter Sonderbedingungen bzw. unter hohem Kostenaufwand einsetzbar.Energy direction indicators are known (Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH, 6000 Frankfurt, Auslegeschrift No. 24 12 792.) The mentioned direction indicator must be supplied separately with an externally supplied mains voltage. This supply voltage must not be derived from the high-voltage network to be monitored, as in the event of a short circuit the phase comparison between current and voltage due to the loss of voltage does not can be carried out. The insulation properties of the required current transformer must meet the test conditions of a high-voltage network. this device is in today's high-voltage networks only under special conditions or under can be used at high cost.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Gerät anzubieten, welches unter allen Bedingungen sicher arbeitet und kobengünstig angeboten werden kann.The invention is based on the object of offering a device which works safely under all conditions and can be offered for a cheap price.
Die Aufgabe wird dadurch gelößt, daß die Frequenz der Hochspannung über einen SungsfUh1er (Kapazitive Sonde) an einen Generator weitergeleitet wird, der die Frequenz und die Phasenlage syncron aufnimnt und bei Wegfall der Netzspannung diese für eine bestimmte Zeit speichert (Schwungradgenerator) und an die phasenerkennende Schaltung weiterleitet. Die zum Vergleich notwendige Phasenlage des Stromes wird über eine Spule induktiv abgegriffen.The task is solved by the fact that the frequency of the high voltage is passed on to a generator via a SungsfUh1er (capacitive probe), which records the frequency and the phase position synchronously and when the mains voltage fails stores this for a certain time (flywheel generator) and sends it to the phase-detecting Circuit forwards. The phase position of the current required for comparison is tapped inductively via a coil.
Zur Vermeidung von Fahlanzeigen (z.B. kurzzeitiger Einschaltstromstoß van Transformatoren) ist eine elektronische Störimpulsunterdrückung eingebaut, die erst nach 2 - 3 Vollwellen den auslösenden Impuls weiterleitet an die phasenenkennende Schaltung. Es erflgt die Auswertung. Das Ergebnis wird in einer bistabilen Kippstufe festgehalten und entsprechend der Fließrichtung der Energie im Hochspannungsnetz an eine der beiden Anzeigesysteme weitergelaeitet. Die Rückstellung (in Bereitschaftstellung) erfolgt automatisch bei Wiedereinschalten des Hochspannungsnetzes oder nach einer fest vorgegebenen Zeit.To avoid false displays (e.g. brief inrush current van transformers) an electronic interference suppression is built in, the only after 2 - 3 full waves does the triggering impulse pass on to the phase-identifying one Circuit. The evaluation is carried out. The result is in a bistable multivibrator held and according to the direction of flow of energy in the high-voltage network forwarded to one of the two display systems. The provision (on standby) takes place automatically when the high-voltage network is switched on again or after one fixed time.
Der hier aufgezeigte "Energierichtungsanzeiger" wird direkt auf die Leistungen des Hochspannungsnetzes aufgesetzt. Er bedarf keiner von außen kommenden Stromversorgung und kann daher an jeder Stelle des Hochspannungsnetzes eingesetzt werden. Probleme hinsichtlich der Beachtung der Vorschriften in Hochspannungsanlagen entstehen nicht. Das Gerät kann erheblich kostengünstiger hergestellt werden als bisher bekannte Geräte.The "energy direction indicator" shown here is directly on the Services of the high-voltage network put on. He doesn't need anyone from outside Power supply and can therefore be used at any point in the high-voltage network will. Problems regarding compliance with the regulations in high-voltage systems do not arise. The device can be manufactured much more cheaply than previously known devices.
Der Energierichtungsanzeiger zeigt an, wann eine vorgegebene Energiezuflußbelastungsgrenze überschritten wird. Fig. 1 . Ein Sonderfall der Uberlast ist der Kurzschluß, Hierzu wurde ein Sondergerät entwickelt. Ausführungsbeispiele sind in den beiliegenden Schaltplänen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.The energy direction indicator shows when a specified energy flow load limit is exceeded. Fig. 1. A special case of overload is the short circuit, for this purpose a special device was developed. Embodiments are in the enclosed Circuit diagrams shown and described in more detail below.
Fig. 1 Zur Festellung der Energieflußrichtung ist es notwendig, daß die Spannung über einen Fühler F 1 aus dem Hochspannungsnetz entnommen wird. Die Impulse werden an einen Schwungradgenerator N2/N3 weitergeleitet. Der Stran wird über eine Spule aufgenommen und mit Transistor T 1 verstärkt, weitergeleitet über die Gatter N 5/N 8 Die Ansprechschwelle von Tranzistor T 1 wird durch Widerstand R 5 justiert.Fig. 1 To determine the direction of energy flow, it is necessary that the voltage is taken from the high-voltage network via a sensor F 1. the Pulses are passed on to a flywheel generator N2 / N3. The beach will picked up via a coil and amplified with transistor T 1, passed on via the gate N 5 / N 8 The threshold of tranzistor T 1 is determined by resistance R 5 adjusted.
Nach dem Überschreiten der Ansprechschwelle werden die ersten Impulse durch das Zähl-Flip-Flop N 22 unterdrückt. Gleichzeitig syncronisieren diese Impulse den Schwungradgenerator.After the response threshold is exceeded, the first impulses suppressed by the counting flip-flop N 22. At the same time, these impulses synchronize the flywheel generator.
Nach Ablauf der Verzögerungszeit wird Gatter N 10 freigegeben.After the delay time has elapsed, gate N 10 is enabled.
Der nächste Stromimpuls startet die Kippstufe N 20 , die nach 5ms ein Freigabesignal an die Speicherstufe N 21 gibt. Hier wird der Phasenvergleich zwischen Strom und Spannung, der von Gatter N 4 durchgefrhrt wird, abgespeichert.The next current pulse starts the flip-flop N 20, which takes 5ms gives an enable signal to the memory stage N 21. Here is the phase comparison between current and voltage, which is carried out by gate N 4, is stored.
Mit dem gleichen Stromimpuls wird der Zähler N 24 zurückgesetzt, ebenso die Kippstufe N 23 . Dadurch wird der Taktgenerator N 15/N 16 freigegeben, der über die Gatter N 17 oder N 18 , verknüpft mit den gespeicherten Susgangssignalen on N 21 , entweder Transistor T 2 oder T 3 durchsteuert, die die zugehörigen Anzeigeelemente LA 1 oder IA 2 blinkend zur Anzeige bringen. Gleichzeitig sperrt der Ausgang von N 13 das Gatter N 5, so daß keine weiteren Stranippulse wirksam werden.The counter N 24 is reset with the same current pulse, as well the tilting stage N 23. This enables the clock generator N 15 / N 16, which over the gates N 17 or N 18, linked with the stored Susgangssignalen on N 21, either transistor T 2 or T 3, which controls the associated display elements Display LA 1 or IA 2 flashing. At the same time the output of blocks N 13 the gate N 5, so that no further Stranippulse become effective.
Die Blinkimpulse werden gleichzeitig im Zähler N 24 aufsummiert. Entsprechend der vorgegebenen Impulszahl (Lauf zeit ca 1- 4 Std.) sperrt der Ausgang des Zählers N 24 den Taktgenerator N 15/N 16.The flashing pulses are added up in counter N 24 at the same time. Corresponding The output of the counter blocks the specified number of pulses (running time approx. 1-4 hours) N 24 the clock generator N 15 / N 16.
Ein zweiter Weg der RUckstellung erfolgt über die nachtriggerbare monostabile Kippstufe N 19. Nach kurzeitiger Unterbrechung der Hochspannung (KU-Schaltung) gibt die Kippstufe N 19 einen Setzimpuls an die bistabile Kippstufe N 23, die unabhängig von Zähler N 24 den Taktgenerator N 15/N 16 anhält.A second way of resetting is via the retriggerable monostable multivibrator N 19. After a brief interruption of the high voltage (KU circuit) gives the flip-flop N 19 a setting pulse to the bistable flip-flop N 23, which is independent of counter N 24 stops the clock generator N 15 / N 16.
Durch das Anhalten des Taktgenerators N 15/N 16 ist der Energierichtungsanzeiger wieder in Einsatzbereitschaft.By stopping the clock generator N 15 / N 16, the energy direction indicator is ready for action again.
Fig. 2 Die Aufnahme und Verarbeitung der Impulse erfolgt wie in Fig. 1 dargestellt, wobei der von Gatter N 10 durohgelassene Stromimpuls die Kippstufe N 26 startet, deren Ausgangsimpuls nach 5 ms die Freigabe der Speicherstufe N 25 bewirkt.Fig. 2 The impulses are recorded and processed as in Fig. 1, the current pulse allowed to persist by gate N 10, the trigger stage N 26 starts, the output pulse of which releases the storage stage N 25 after 5 ms causes.
Hier wird der Phasenvergleich zwischen Strom und Spannung, der von Gatter N 4 durchgeführt wird, abgespeichert. Der Ausgangsimpuls der Kippstufe N 26 regt die Kippstufe N 27 zu einem Ausgangssignal von ca. 30 ms an. Dieses Signal steuert über die Gatter N 30 und N 31 in Verbindung mit den gespeicherten Ausgangssignalen von N 25 die Transistoren T 4 oder T 5 an.Here the phase comparison between current and voltage, which is made by Gate N 4 is carried out, stored. The output pulse of flip-flop N. 26 stimulates the flip-flop N 27 to an output signal of approx. 30 ms. This signal controls via gates N 30 and N 31 in conjunction with the stored output signals from N 25 the transistors T 4 or T 5 on.
Der vorgegebenen Zeit entsprechend werden die Ansprechspulen der bistablien Anzeigesysteme A 1 oder B 1 angeregt.The response coils of the bistables are set according to the specified time Display systems A 1 or B 1 excited.
Mit dem aus Gatter N 10 koreenden Stromimpuls wird der Zähler N 29 zurückgesetzt. Hierdurch wird der Taktgerator N 33 freigegeben. Gleichzeitig wird Gatter N 5 für weitere Stromimpulse gesperrt.With the current pulse coming from gate N 10, the counter N 29 reset. This enables the clock generator N 33. At the same time will Gate N 5 blocked for further current pulses.
Die Taktimpulse werden in den Zähler N 29 aufsummiert. Entsprechend der vorgegebenen Impulszahl (Laufzeit 1- 4 Std.) sperrt der Ausgang des Zählers N 29 den Taktgenerator N 33. Damit wird das Gatter N 5 freigegeben. Gleichzeitig wird die Kippstufe N 28 angestoßen und gibt für 30 ms ein Ausgang signal an die Transistoren T 6 und T 7 die die zugehörigen Rückstellspulen A 2 und B 2 der bistabilen Anzeigesysteme anregen.The clock pulses are added up in the counter N 29. Corresponding The output of the counter blocks the specified number of pulses (running time 1-4 hours) N 29 the clock generator N 33. This enables the gate N 5. Simultaneously the trigger stage N 28 is triggered and gives an output for 30 ms signal to the transistors T 6 and T 7 the associated reset coils A 2 and B 2 of the bistable display systems.
Ein zweiter Wege zur Rückstellung erfolgt über die nachtriggerbare monotabile Kippstufe N 19.A second way to reset is via the retriggerable one monotable multivibrator N 19.
Nach Wiedereinschalten des Hochspannungsnetzes gibt die Kippstufe N 19 einen Impuls an die monostabile Kippstufe N 28 , die über T 6 und T 7 die rückstellsysteme A 2 und B 2 betätigt.When the high-voltage network is switched on again, the flip-flop is active N 19 sends a pulse to the monostable multivibrator N 28, which controls the reset systems via T 6 and T 7 A 2 and B 2 actuated.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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DE (1) | DE3110119A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3490349T1 (en) * | 1983-08-01 | 1985-09-19 | Robinton Products, Inc., Sunnyvale, Calif. | Procedure and arrangement for measuring performance |
WO1993003389A1 (en) * | 1991-08-01 | 1993-02-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Process and device for testing and locating electrical short circuits for lines, especially for electric railway catenaries |
DE19757573A1 (en) * | 1997-12-23 | 1999-07-01 | Wolf Kusserow | Indicating direction of energy flow in electric AC voltage mains especially medium voltage mains |
-
1981
- 1981-03-16 DE DE19813110119 patent/DE3110119A1/en not_active Ceased
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DE19757573B4 (en) * | 1997-12-23 | 2006-04-13 | Wolf Kusserow | Method and device for indicating the direction of an energy flow in AC electrical networks |
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