DE3114213C3 - Verfahren zum Betreiben eines Trennschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines ein Stromversorgungsnetz schützenden und von einem Mikrocomputer gesteuerten Trennschalters.

In industriellen und kommerziellen Bereichen werden Leistungsschalter umfangreich verwendet, um elektrische Leiter und an diese Leiter angeschlossene Geräte vor Beschädigungen aufgrund zu großen Stromflusses zu schützen. Leistungsschalter wurden anfänglich so ausgelegt, daß sie den durch sie fließenden Strom unterbrachen, wenn dieser einen bestimmten Pegel überschritt. Nach und nach jedoch wurden differenziertere Zeit/Strom-Abschaltkennlinien benötigt, so daß ein Leistungsschalter bei sehr starker Überlastung rasch öffnen sollte, bei der Erfassung geringerer Überströme jedoch verzögert unterbrechen sollte. Hierbei war die Verzögerungszeit in grober Annäherung umgekehrt proportional zum Grad der Überlastung. Zusätzlich wurden Leistungsschalter verlangt, die eine Unterbrechung bei der Erfassung von Strömen aufgrund von Erdschlüssen bewirken sollten. Mit ansteigender Komplexität elektrischer Verteilungssysteme wurden die Steuerteile von Leistungsschaltern eines Systems miteinander verbunden, um eine Selektivität und eine Koordinierungsmöglichkeit bei den Abschaltsequenzen zu ermöglichen. Hierdurch kann bei dem Systementwurf die Reihenfolge spezifiziert werden, gemäß der die verschiedenen Leistungsschalter bei spezifizierten Fehlerbedingungen eine Unterbrechung vornehmen sollen.

In den späten 60er Jahren wurden elektronische Festkörper-Steuerschaltungen für Hochleistungs-Niederspannung-Trennschalter entwickelt. Diese Steuerschaltungen waren gekennzeichnet durch eine Reihe von Funktionen, wie z. B. das sofortige und verzögerte Abschalten, was früher durch magnetisch oder thermisch arbeitende Vorrichtungen erfolgte. Die erhöhte Genauigkeit und Flexibilität der elektronischen Festkörper-Steuerungen führte zu deren weiten Verbreitung, wenngleich die elektronischen Steuerschaltungen häufig teurer waren als die entsprechenden mechanischen Vorrichtungen.

Die frühesten elektronischen Steuerschaltungen enthielten diskrete Bauteile, wie z. B. Transistoren, Widerstände und Kondensatoren. Neuere Schaltungen besaßen integrierte Schaltkreise, die bei verminderten Kosten leistungsfähiger waren.

Weiterentwicklungen für moderne Meß- und Schutzschaltungen sind in einem Artikel von W. Brendler "Zur Auswertung von Informationen über den Betriebszustand im Elektronenenergiesystem als Kriterium für die Gestaltung einer modernen Meß- und Schutztechnik", Elektrie 31 (1977) H.2, Seite 83 ff. angegeben. In dem Artikel sind die Prinzipien moderner Meß- und Schutztechniken sehr allgemein aufgeführt. Es wird eine Meßwerterfassung mittels Strom- und Spannungswandler durchgeführt, die durch eine Meßwertaufbereitung und -Verarbeitung für Schutzzwecke in Steuersignale und Informationssignale umgewandelt wird. Die Druckschrift führt aus, daß auch Digitalrechner zur Meßwertaufbereitung benutzt werden können. Als modernes Bauelement kommt statt eines Digitalrechners natürlich ein Mikrocomputer in Betracht, so daß sich die in der Druckschrift offenbarte Lehre auch auf mikrocomputergesteuerte Schutzschalter übertragen läßt.

Ein Beispiel für diese Übertragung ist ein Schutzschalter, wie er in der europäischen Offenlegungsschrift EP-OS 00 05 324 beschrieben ist. Bei diesem Schutzschalter wird eine Verzögerungszeit zwischen dem Erfassen einer Fehlerbedingung und dem Auslösen eingeführt, wobei die Verzögerungszeit abhängig vom Strom in dem geschützten Schaltkreis ist. Nachteilig ist hierbei, daß man auf eine bestimmte Kennlinienform festgelegt ist, aber keine Möglichkeit vorhanden ist, in Abhängigkeit verschiedener Fehlerbedingungen verschiedene Kennlinienformen für die Steuerung auszuwählen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Trennschalters zu schaffen, dessen Ansprechcharakteristik gut an die Bedürfnisse der Praxis angepaßt werden kann und das den Betriebszustand eines Stromversorgungsnetzwerkes möglichst genau darstellt.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Dabei werden mehrere Zeit/Strom-Auslösekennlinien in einem einem Mikrocomputer zugeordneten Speicher definiert, wobei die Identifizierung der jeweils unterschiedlichen Abschnitte der Kennlinie durch vorgebbare numerische Marken erfolgt. In dem Verfahren werden die Stromwerte abgetastet und in einen durch den Mikrocomputer bearbeitbaren Code zerlegt. Der Mikrocomputer vergleicht die Abtastsignale mit zugehörigen Vorgabewerten und aktiviert den Trennschalter, sobald das Abtastsignal in einer der Routinen den Vorgabewert überschreitet. Weiterhin werden zur Kontrolle die Istwerte elektrischer Parameter des Stromversorgungsnetzes der Vorgabewerte und ggf. der Art und Größe des eine Auslösung des Trennschalters verursachenden Stromwertes numerisch dargestellt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei einem vorteilhaft weitergebildeten Trennschalter sind Leuchtdiodenanzeigen vorgesehen, welche nachträglich die Art des Auslösevorganges kennzeichnen, da sie dem Bedienpersonal z. B. in einem Kraftwerk die Fehlerursache anzeigen, wodurch eine schnellere Beseitigung des Fehlers ermöglicht wird.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters,

Fig. 2 ein funktionelles Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Leistungsschalters,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verteilungssystems mit dem Leistungsschalter gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine graphische Darstellung einer typischen Zeit/Strom-Auslöse-Kennlinie in ganzlogarithmischem Maßstab,

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Auslöseeinheit des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Leistungsschalters,

Fig. 6A und 6B teilweise schematische Schaltpläne der in Fig. 5 gezeigten Auslöseeinheit,

Fig. 7 ein Flußdiagramm des in dem Speicher des Mikrocomputers gespeicherten Programms,

Fig. 8 ein Flußdiagramm der im Speicher des Mikrocomputers, der Teil der Auslöseeinheit ist, gespeicherten Analog/Digital-Routine,

Fig. 9 ein Flußdiagramm der in dem Programm gemäß Fig. 7 enthaltenen Funktionen für eine Auslösung mit kurzer Verzögerung und einer sofortigen Auslösung,

Fig. 10 ein Flußdiagramm der in dem Programm gemäß Fig. 7 enthaltenen Funktion der Auslösung mit langer Verzögerung,

Fig. 11 ein Flußdiagramm der in dem Programm gemäß Fig. 7 enthaltenen Funktion der Auslösung bei Erdschluß,

Fig. 12 ein Flußdiagramm der Selbstprüfroutine des Programms gemäß Fig. 7, und

Fig. 13 ein Flußdiagramm der Routine zum Auslesen eines externen programmierbaren Lesespeichers gemäß dem Programm von Fig. 8.

Allgemeine Beschreibung des konstruktiven und schaltungstechnischen Aufbaus

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Bauteile. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. ein funktionelles Blockdiagramm eines ein geformtes Gehäuse aufweisenden Leistungsschalters 10. Wenngleich der Trennschalter 10 ein dreipoliger Leistungsschalter zur Verwendung in einer dreiphasigen elektrischen Schaltung ist, so ist die Erfindung selbstverständlich nicht hierauf beschränkt und könnte auch Anwendung finden bei einer einphasigen Schaltung oder einer anderen Art einer mehrphasigen Schaltung.

An Eingangsanschlüsse 12 ist eine Energiequelle angeschlossen, beispielsweise ein Transformator oder eine Schalttafel-Sammelschiene, und an Ausgangsanschlüsse 14 ist eine elektrische Last angeschaltet. An die Anschlüsse 12 und 14 angeschlossene interne Leiter 16 stehen außerdem in Verbindung mit Trennkontakten 18, die zum selektiven Öffnen und Schließen eines elektrischen Schaltkreises durch den Leistungsschalter dienen. Die Kontakte 18 werden durch einen Mechanismus 20 betätigt, der auf von Hand oder automatisch eingeleitete Befehle anspricht, um die Kontakte 18 zu öffnen oder zu schließen.

Stromwandler 24 umgeben jeden der internen Phasenleiter 16, um den Pegel des Stromflusses durch die Leiter 16 zu fühlen. Das Ausgangssignal der Stromwandler 24 gelangt an eine Auslöseeinheit 26, und zwar gemeinsam mit dem Ausgangssignal eines Stromwandlers 28, der den Pegel eines in dem Schaltkreis fließenden Erdschlußstroms fühlt. Die Auslöseeinheit 26 überwacht dauernd den Pegel der in der Schaltung, an die der Leistungsschalter 10 angeschlossen ist, fließenden Phasen- und Erdschlußströme und gibt ein Befehlssignal an eine Auslösespule 22, die den Mechanismus betätigt, um die Kontakte 18 immer dann zu öffnen, wenn die elektrischen Bedingungen in dem zu schützenden Schaltkreis vorgegebene, in der Auslöseeinheit 26 gespeicherte Grenzwerte überschreiten. Unter normalen Bedingungen kann der Mechanismus 20 durch von Hand über eine Handbetätigungsvorrichtung 32 gegebene Befehle zum Öffnen und Schließen der Kontakte 18 veranlaßt werden.

In Fig. 1 sieht man, daß der Leistungsschalter 10 ein gegossenes oder gepreßtes Isolierstoffgehäuse 34 aufweist. Die Anschlüsse 12 und 14 (s. Fig. 2) befinden sich auf der Rückseite des Gehäuses 34 und sind daher in Fig. 1 nicht zu sehen. An der rechten Seite des Gehäuses 34 ist ein Handgriff 36 montiert, mit dem eine Bedienungsperson eine (nicht gezeigte) Feder innerhalb des Mechanismus 20 von Hand spannen kann. Die Handbetätigungsvorrichtung 32 ist in der Mitte des Gehäuses 34 angeordnet. Fenster 38 und 40 zeigen den Spannzustand der Feder bzw. die Stellung der Kontakte 18 an. Mittels eines Druckknopfes 42 kann eine Bedienungsperson veranlassen, daß ein interner Elektromotor die Feder in derselben Weise mechanisch spannt, wie es durch Betätigen des Handgriffs 36 möglich ist. Mittels eines Druckknopfes 44 kann eine Bedienungsperson veranlassen, daß die Feder den Mechanismus 20 zum Schließen der Kontakte 18 betätigt. In ähnlicher Weise ermöglicht ein Druckknopf 46, daß eine Bedienungsperson die Feder und den Mechanismus 20 veranlaßt, die Kontakte 18 zu öffnen.

Die Frontplatte der Auslöseeinheit 26 befindet sich auf der linken Seite des Gehäuses 34, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Frontplatte enthält eine numerische Anzeigevorrichtung 80, die einer Bedienungsperson das Beobachten der elektrischen Parameter betreffend die geschützte Schaltung ermöglicht. Die Platte besitzt weiterhin mehrere Leuchtdioden-(LED-)Anzeigeelemente 84, 86, 88, einen Leistungssteckeinsatz 78 zum Festlegen des maximalen Dauerstroms des Leistungsschalters und einen Einschub mit programmierbarem Lesespeicher (PROM), 82, durch den die Zeit/Strom-Auslöse-Kennlinie des Leistungsschalters definiert wird.

Die Verwendung eines Leistungsschalters in einem elektrischen Energieverteilungssystem

Bevor die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wird, mag es hilfreich sein, die Funktion eines Leistungsschalters einem elektrischen Energieverteilungssystem im einzelnen zu erläutern. Fig. 3 zeigt ein typisches elektrisches Verteilungssystem. Mehrere elektrische Lasten 48 werden über Leistungsschalter 50, 52 und 54 von einer von zwei elektrischen Energiequellen 56 und 58 gespeist. Bei den Quellen 56 und 58 kann es sich um Transformatoren handeln, die an separate elektrische Hochspannungs-Versorgungsleitungen, Generatoren mit Dieselantrieb oder eine Kombination davon angeschlossen sind. Von der ersten Quelle 56 gelangt Leistung durch den ersten Haupt-Leistungsschalter 50 zu mehreren Verzweigungs-Leistungsschaltern 60, 62, 64 und 66. In ähnlicher Weise kann Leistung von der zweiten Quelle 58 über den zweiten Haupt-Leistungsschalter 52 an eine zweite Gruppe von Verzweigungs-Leistungsschaltern 68, 70, 72 und 74 gelangen. Alternativ kann Leistung von entweder der Quelle 56 oder der Quelle 58 über den Verbindungs-Leistungsschalter 54 an die Verzweigungs-Leistungsschalter der jeweils gegenüberliegenden Seite geliefert werden. Im allgemeinen sind Haupt- und Verbindungs-Leistungsschalter 50, 52 und 54 derart miteinander koordiniert, daß keine Verzweigungsschaltung gleichzeitig von zwei Quellen gespeist wird. Die Leistungsfähigkeit der Haupt- und Verbindungs-Leistungsschalter 50, 52 und 54 ist für gewöhnlich größer als die der Verzweigungs-Leistungsschalter.

Falls beispielsweise an dem Punkt 76 eine Störung (ein ungewöhnlich starker Stromfluß) auftritt, ist es wünschenswert, daß dieser Zustand von dem Verzweigungs-Leistungsschalter 62 erfaßt wird, und daß dieser Schalter rasch ausgelöst wird, d. h. abschaltet oder geöffnet wird, um die Störung von jeder elektrischen Energiequelle zu trennen. Bei der Störung am Punkt 76 kann es sich um einen großen Überstrom handeln, der z. B. durch einen Kurzschluß zwischen zwei Phasenleitern des Schaltkreises hervorgerufen wurde, oder es kann sich aber um eine Überlastung handeln, die nur geringfügig über der Nennleistung des Leistungsschalters liegt, wie sie z. B. durch einen überlasteten Motor hervorgerufen wird. Andererseits kann es sich um eine Störung durch Erdschluß handeln, die verursacht wird durch einen Durchschlag der Isolation eines der Leiter, wodurch ein relativ schwacher Strom zu einem auf Erdpotential liegenden Gegenstand fließen kann. In jedem Fall würde die Störung auch durch die Haupt- oder Verbindungs-Schalter 50, 52 oder 54 erfaßt werden, durch den bzw. durch die die zum Zeitpunkt des Auftretens der Störung die von dem Zweig-Schalter 52 gespeiste Last versorgt wird. Es ist jedoch wünschenswert, daß lediglich der Verzweigungs-Leistungsschalter 52 betätigt wird, um die Störungsstelle von der elektrischen Energiequelle zu trennen. Der Grund hierfür liegt darin, daß, falls der Haupt- oder Verbindungs-Leistungsschalter ausgelöst würde, ein größerer Teil des Gesamtsystems als nur die an die von dem Fehler betroffene Verzweigungsschaltung angeschlossene Last von einem Stromausfall betroffen würde. Es ist daher wünschenswert, daß die Haupt- und Verbindungs-Leistungsschalter 50, 52 und 54 nach der Erfassung einer Störung eine längere Verzögerungszeitspanne aufweisen, bevor sie eine Auslösung einleiten. Die Koordinierung der Verzögerungszeiten unter den Haupt-, Verbindungs- und Leistungsschaltern für verschiedene Störungsursachen ist der Hauptgrund dafür, daß höher entwickelte Steuerungen für eine Auslöseeinheit erforderlich sind.

Zeit/Strom-Auslöse-Kennlinien

Um die oben erläuterte Koordinierung unter den Leistungsschaltern zu erreichen, müssen die Zeit/Strom-Kennlinien für jeden Leistungsschalter spezifiziert werden. Leistungsschalter besitzen nach dem Stand der Technik ähnliche Kennlinien, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, wobei beide Achsen logarithmischen Maßstab aufweisen. Wenn die Stromstärke unter dem maximalen Nenn-Dauerstrom des Leistungsschalters liegt, bleibt der Schalter geschlossen. Steigt der Strom jedoch an, so sollte der Schalter an irgendeinem Punkt, beispielsweise an dem Punkt 300 in Fig. 4 abschalten, falls dieser Überlastungsstrom über einen ausgedehnten Zeitraum hin anhält. Sollte ein den maximalen Nenn-Dauerstrom, wie er durch den Punkt 300 spezifiziert wird, entsprechender Stromfluß andauern, so wird der Schalter nach etwa 60 Sekunden abschalten, wie man aus Fig. 4 ersehen kann.

Bei etwas höheren Stromwerten ist die zum Auslösen des Schalters benötigte Zeit kürzer. So z. B. löst der Schalter bei dem 1,6fachen des maximalen Dauerstroms (dieser Zustand ist in der Zeichnung durch den Punkt 302 kenntlich gemacht) nach etwa 20 Sekunden aus. Der Kurvenabschnitt zwischen den Punkten 300 und 304 ist bekannt als thermischer Kennlinienteil des Leistungsschalters oder als Kennlinie langer Verzögerung, weil sich diese Kennlinie in herkömmlichen Leistungsschaltern durch ein Bimetallelement ergab. Es ist wünschenswert, daß sowohl die Stromschwelle, bei der der Abschnitt langer Verzögerung beginnt, als auch die für irgendeinen Punkt auf diesem Abschnitt benötigte Abschaltzeit einstellbar ist. Diese Parameter werden Ansprechwert für lange Verzögerung, bzw. als lange Verzögerungszeit bezeichnet, die Änderung dieser Parameter ist durch Pfeile 306 und 309 angedeutet.

Bei sehr hohen Überstrompegeln, die z. B. dem 12fachen Wert des maximalen Dauerstroms und mehr entsprechen, ist es wünschenswert, daß die Leistungsschalterauslösung so rasch wie möglich erfolgt. Dieser Punkt 312 der Kurve ist als "sofort"- oder magnetischer Auslöse- oder Abschaltpegel bekannt, da herkömmliche Leistungsschalter einen mit den Kontakten in Reihe liegenden Elektromagneten aufweisen, um ein möglichst rasches Ansprechen zu gewährleisten. Der "sofort"-Ansprechwert ist für gewöhnlich einstellbar, wie durch den Pfeil 314 angedeutet ist.

Zur Unterstützung der Koordinierung der Leistungsschalter innerhalb eines Verteilungssystems sind moderne Leistungsschalter zusätzlich mit einem Kennlinienabschnitt 316 kurzer Verzögerung zwischen dem Abschnitt langer Verzögerung und dem "sofort"-Abschnitt ausgestattet. Die vorliegende Erfindung gestattet die Einstellung sowohl des Ansprechwertes für kurze Verzögerung als auch der kurz verzögerten Auslösezeit, wie durch die Pfeile 314 und 320 angedeutet ist.

Unter gewissen Umständen ist es erwünscht, daß sich die Auslösezeit über dem Abschnitt kurzer Verzögerung umgekehrt mit dem Quadrat des Stroms ändert. Dies ist als I²t-Kennlinie bekannt und in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie 310 angedeutet.

Funktion und Betriebsarten der Auslöseeinheit

Im folgenden sollen die Funktionen und die Betriebsarten der erfindungsgemäßen Auslöseeinheit 26 beschrieben werden. In die Frontplatte der Auslöseeinheit 26 ist ein Leistungssteckeinsatz 78 eingesetzt, um den maximalen Dauerstrom zu spezifizieren, der in der durch den Leistungsschalter zu schützenden Schaltung fließen darf. Dieser maximale Dauerstrom kann unter der tatsächlichen, als Gestellgröße oder Systemgröße bekannten Kapazität des Leistungsschalters liegen. Beispielsweise kann die Systemgröße des Leistungsschalters 1600 Ampere betragen; wenn der Schalter jedoch anfangs montiert wird, können die Leiter des zu schützenden Schaltkreises so bemessen sein, daß sie nur eine Dauerbelastung eines Stroms von 1200 Ampere vertragen. Daher kann ein Leistungssteckeinsatz in die Auslöseeinheit eingesetzt werden, um sicherzustellen, daß der in dem Leistungsschalter zugelassene maximale Dauerstrom nur 1200 Ampere beträgt, selbst wenn der Leistungsschalter selbst in der Lage ist, ununterbrochen einen Strom von 1600 Ampere sicher zu führen.

In der folgenden Erläuterung der Erfindung werden die Strompegel als Vielfache des durch den Leistungssteckeinsatz spezifizierten maximalen Dauerstroms angegeben. Gemäß dieser Vereinbarung wird ein Strom beispielsweise ausgedrückt als "3 Einheiten", was bedeutet, daß der Strompegel dem Dreifachen des maximalen Dauerstroms entspricht.

Die elektronische Schaltung innerhalb der Auslöseeinheit veranlaßt, daß die numerische Anzeige 80 (Fig. 1) nacheinander den derzeitigen Wert der elektrischen Bedingungen des zu schützenden Schaltkreises und die verschiedenen, die Zeit/Strom-Auslösekurve des Schalters definierenden Grenzwerteinstellungen gemäß der laufenden Einstellung anzeigt. Die Leuchtdioden 84, 86 und 88 zeigen an, ob eine Störung durch Erdschluß, ein lang anhaltender Überstrom oder ein "momentaner" Überstrom Ursache für die Auslösung war.

Auf der rechten Seite sowie unterhalb der numerischen Anzeigevorrichtung 80 und des Leistungssteckeinsatzes 78 befindet sich ein Einschub mit programmierbarem Lesespeicher (PROM), 82; das PROM ist beispielsweise vom Typ 3601 der Firma Intel Corporation. In dem PROM sind verschiedene Grenzwerte und Einstellwerte gespeichert, welche die Zeit/Strom-Auslöse-Kennlinie dieses speziellen Leistungsschalters spezifizieren. Das Verfahren zum Laden der Einstellwerte in dieses Modul sowie die Weise, in der das Modul von der Schaltungsanordnung der Auslöseeinheit verwendet wird, werden in einem späteren Abschnitt erläutert.

Systembeschreibung

Die Schaltungsanordnung der Auslöseeinheit enthält einen digitalen arithmetisch-logischen Prozessor 154; hierbei handelt es sich z. B. um einen Mikrocomputer 8048 der Firma Intel Corporation. In Fig. 5 ist der Prozessor 154 in Blockform dargestellt. In dem folgenden Abschnitt soll jeder der in Fig. 5 dargestellten Blöcke und der Betrieb der Auslöseeinheit erläutert werden.

Der Mikrocomputer 154 enthält eine arithmetisch-logische und Steuereinheit 153, einen Lese/Schreib-Speicher (RAM) 155 mit 64 jeweils 8 Bits umfassenden Bytes, einen Lese- oder Festspeicher (ROM) 157 mit 1K Bytes mit jeweils 8 Bits, einen 8adrigen Datenbus 172 sowie zwei 8adrige Eingabe/Ausgabe-Ports PORT1 und PORT2. Es könnten auch andere Typen von digitalen, arithmetisch-logischen Steuerprozessoren Verwendung finden, beispielsweise solche Prozessoren, die externe Speicherschaltungen erforderlich machen und nicht die auf dem Chip vorgesehenen RAM- und ROM-Schaltungen aufweisen, wie der 8048. Hinsichtlich einer ausführlichen Beschreibung des Mikrocomputers sei verwiesen auf das MCS-48 Mikrocomputer User′s Manual, das von der Firma Intel Corporation herausgegeben wurde.

Beschreibung der Schaltung

Unter Bezugnahme auf das in Fig. 5 dargestellte System-Blockdiagramm und das in Fig. 6 dargestellte detaillierte Schaltschema soll zuerst der Anzeigeabschnitt 79 erläutert werden. Er besteht aus vier Daten-Zwischenspeichern IC5, IC6, IC7 und IC8 sowie einer vierstelligen numerischen Flüssigkristallanzeige 80. Die Daten-Zwischenspeicher können vom Typ MC14543 sein. Anzeigedaten werden durch Multiplexbetrieb auf den Datenbus 172 des Mikrocomputers gegeben. Die vier niedrigstwertigen Bits stellen Daten dar, die vier höchstwertigen Bits deren Lage auf der Anzeige. Die Flüssigkristallanzeige 80 leitet ihren Rückseiten-Takt von dem Intervall-Zeitgeber 92 ab. Dieser Intervall-Zeitgeber hat außerdem die Funktion, den Mikrocomputer zurückzusetzen, wenn er seine Taktsignale nicht vom Mikrocomputer 154 empfängt. Im normalen Betrieb gibt der Mikroprozessor bei jeder Ausführung der Hauptprogrammschleife einen Impuls ab.

Aus dem Diagramm von Fig. 5 kann man ersehen, daß das PROM 82 seine Adresse vom Datenbus 172 empfängt und seinen Inhalt über Port1 ausgibt. Da der Anzeigeabschnitt 79 und die Adreßleitungen des PROM 82 beide an den Datenbus 172 angeschlossen sind, könnte zu befürchten sein, daß die Adreßinformation für das PROM eine verstümmelte Anzeige veranlassen könnte. Jedoch erscheint die Adreßinformation auf dem Bus lediglich während eines kleinen Bruchteils einer Sekunde, woran sofort zulässige Anzeigeinformation anschließt. Die Flüssigkristallanzeige hat daher nicht ausreichend Zeit, auf die PROM-Adreßinformation anzusprechen, und der Betrachter nimmt lediglich die zulässige Anzeigeinformation wahr.

Das Ausgabe-Subsystem 94 besteht aus einer Hälfte eines Komparators IC2 vom Typ A775, einem Vierfach-NOR-Glied IC10 und einem Vierfach-NAND-Glied IC11. Durch den Komparator IC2 setzt der Mikrocomputer 154 nach einem Ansprechen auf eine Störung durch Erdschluß ein Verriegelungs-Ausgangssignal über Port2. Über das NAND-Glied des IC11 setzt der Mikrocomputer die entsprechende Leuchtdiodenanzeige 84, 86 oder 88, nachdem eine Auslösung stattgefunden hat.

Die NOR-Glieder IC10 geben ein Ausgangssignal hohen Pegels ab, um einen einzelnen gesteuerten Siliciumgleichrichter (SCR) 98 bei Erdschlußauslösung, Auslösung mit kurzer Verzögerung, Auslösung mit langer Verzögerung oder sofortiger Auslösung abzuschalten. Ferner veranlaßt das IC10, daß dieses Abschaltsignal während des Einschaltens der Versorgungsspannung dem RESET-Signal folgt, um dadurch eine fehlerhafte Auslösung während der 10 Millisekunden dauernden Instabilität des Mikrocomputers nach dem ersten Anlegen der Versorgungsspannung zu vermeiden.

Das Eingabe-Subsystem 100 besteht aus zwei Spitzenwertdetektorschaltungen mit Kondensatoren 90 und 91, einem D/A-Umsetzer IC4 vom Typ ZN425J, der anderen Hälfte der Komparator-Schaltung IC2 und den Analogschaltern von IC3. Die Kondensatoren 90 und 91 speichern den Spitzenwert des Phasen- bzw. Erdstroms bei jeder Periode des Stroms auf der Wechselstromleitung. Die Spitzenwerte werden dann von dem Mikrocomputer bei jeder Periode gelesen. Die Kondensatoren 90 und 91 werden später in jeder Periode durch den Mikrocomputer über einen Transistor 96 und das durch Port2 aktivierte IC11 zurückgesetzt (entladen).

Die Analog/Digital-Umsetzung des vom Eingabe-Subsystem 11 kommenden Signals erfolgt mittels einer Iterationsmethode unter Verwendung des D/A-Umsetzers IC4 und des Komparator-IC2. Von dem Mikrocomputer 154 wird ein Digitalwert an den D/A-Umsetzer IC4 gegeben. Dieser Wert wird in einen Analogwert umgesetzt und an das IC2 gegeben, welches diesen Wert dann mit dem vom Kondensator 90 oder 91 über den Analogschalter IC3 gelieferten Wert vergleicht und anzeigt, ob der durch das IC4 spezifizierte Wert größer ist oder nicht. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird über den Testeingang T1 an den Mikrocomputer 154 gegeben, welcher dann einen neuen Wert für das IC4 erzeugt. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis der von dem Mikrocomputer 154 erzeugte Wert sehr dicht an dem von dem Analogschalter IC3 gelieferten Wert liegt, das Ergebnis wird in dem Akkumulator des Mikrocomputers 154 gehalten. Diese Methode ist in dem in Fig. 8 gezeigten Flußdiagramm im einzelnen dargestellt.

Die Funktion der Transistoren 102 und 104 sowie deren zugehöriger Bauelemente besteht darin, die Phasen- (oder Erd-)Ströme von den Stromwandlern 24 und 28 dann, wenn keine Auslösung erfolgt, auf den Leistungssteckeinsatz-Widerstand 105 zu geben. Wird jedoch eine Auslösebedingung erfaßt und der Auslöse-SCR98 eingeschaltet, werden die Transistoren 102 und 104 ausgeschaltet, wodurch im wesentlichen das gesamte Phasen-(oder Erd-)Stromsignal in die parallel liegende Auslösespule gegeben wird, um eine sichere Auslösung zu bewirken.

Die Versorgungsspannung für die Schaltung der Auslöseeinheit wird von einer aufladbaren Batterie zur Verfügung gestellt, wobei die Ladeenergie von den Stromwandlern 24 bereitgestellt wird. Andererseits könnte die Versorgungsspannung direkt von den Stromwandlern 24 oder unabhängig über Verbindungen zu den Leitern 16 abgeleitet werden.

Beschreibung der Betriebsweise

In diesem Abschnitt wird die Arbeitsweise der Erfindung im einzelnen erläutert. Im ersten Teil werden ein allgemeines Flußdiagramm des Programms und die Speicherzuteilung vorgestellt. Dann werden im zweiten Teil die von der Hauptprogrammschleife aufgerufenen wichtigen Unterprogramme erläutert.

Datenspeicherzuweisung

Die Speicherzuweisung des internen RAM 155 des Mikrocomputers 154 ist der nachstehenden Tabelle I zu entnehmen:

Datenspeicherübersicht (RAM)
63
Ansprechwert für lange Verzögerung (LDPU)
62	Lange Verzögerungszeit (LDT)
61	Ansprechwert für kurze Verzögerung (SDP)
60	Kurze Verzögerungszeit (SDT)
59	Einstellwert für sofortige Auslösung (ITS)
58	Ansprechwert bei Störung durch Erdschluß (GFP)
57	Erdschlußzeit (GFT)
56 @	55 @	54	Summe 6 = Zwischensumme (ZWSU) von GFT
53	Summe 4 = Zwischensumme (ZWSU) von SDT
52	Summe 45 = Selbstprüf-Summe 4
51	Summe 56 = Selbstprüf-Summe 45
50 @	49 @	48 @	47 @	46	Summe 3 = Untere Zwischensumme (ZWSU) von LDT
45	Summe 2 = Mittlere Zwischensumme (ZWSU) von LDT
44	Summe 1 = Obere Zwischensumme (ZWSU) von LDT
43 @	42 @	41	Auslöse-Flag
40	Periodenzähler
39	Derzeitiger Wert des Phasen-Stroms
38	Derzeitiger Wert des Erdstroms
37 @	36	Auslösewert
35 @	34	Anzeigeindex
33	Unteres Byte der Adresse der nächsten Anzeige
32	Oberes Byte der Adresse der nächsten Anzeige

Wie man sieht, werden die oberen acht Speicherstellen zum Laden der Grenzwert-Einstellwerte wie z. B. des Ansprechwertes für Auslösung mit langer Verzögerung und der langen Verzögerungszeit verwendet. Die Werte in diesen Speicherstellen werden alle 4 Sekunden nach einem Lesen des externen PROM 82 aufgefrischt. In dem RAM werden außerdem die Zwischensummen für die Zeitsteuerfunktionen bei Erdschluß, kurzer Verzögerung und langer Verzögerung gespeichert. Die Adresse der als nächstes anzuzeigenden Information, der derzeitige Wert von Erd- und Phasen-Strom und der Auslösewert werden in den angegebenen Speicherstellen gespeichert. Die Adressierung dieser Werte erfolgt indirekt über ein Register (R) oder ein Register 1 (R1), das die spezielle Adresse enthält.

Die unteren 32 Wörter des Datenspeichers werden für herkömmliche Organisationsfunktionen des Mikrocomputers verwendet, wie es in dem oben angegebenen "User′s Manual" der Firma Intel erläutert ist.

Hauptschleife

Es sei Bezug genommen auf das in Fig. 7 dargestellte Flußdiagramm der Hauptschleife. Nachdem das Einschalten der Spannungsversorgung für das System abgeschlossen ist oder der Rücksetzknopf auf der Frontplatte gedrückt wurde, wird der Befehlszähler des Mikrocomputers 154 automatisch mit (hex) geladen. Ein an dieser Speicherstelle stehender Befehl bringt den Mikrocomputer zu den drei Initialisierungsroutinen: "Löschen RAM", "Laden der Anzeige mit "." und "Unterscheidungs-Auslösefunktion". Bei der letztgenannten Funktion wird der derzeitige Wert des Phasenstroms mit 9,0 Einheiten, d. h. mit dem Neunfachen des Nennstroms verglichen. Wenn also der Leistungsschalter einer starker Überlastung ausgesetzt wird, während die Auslöseeinheit nach Einschalten der Versorgungsspannung zunächst "hochgeschaltet" oder "hochgefahren" wird, ist das Programm in der Lage, den Schalter innerhalb von 0,5 ms auszulösen. Diese Initialisierungsroutinen werden nur während des "Hochschaltens" oder "Rücksetzens" ausgeführt.

An dieser Stelle wird der Befehlszähler auf FF (hex) oder 255 (Dezimal) vermindert. Dieser Zählerstand signalisiert dem Mikrocomputer 154, das externe PROM 82 auszulesen. Wenn das PROM 82 nicht lesbar ist (Inhalt=H oder FFH), oder wenn die Prüfsumme unzulässig ist, werden Minimum-Grenzwerte (aus dem im Mikrocomputer intern vorgesehenen ROM 157) in die entsprechenden RAM-Speicherstellen geladen. Ansonsten werden die letzten 16 Speicherstellen des PROM 82 ausgelesen. Die Verwendung eines 2K-PROM ermöglicht es somit dem Benutzer, in das PROM 16mal einen neuen Satz von Grenzwerten einzuprogrammieren, bevor ein neues PROM verwendet werden muß (16×16 Werte×8 Bits pro Wert=2048). Nach dem Lesen der Werte aus dem PROM springt das Programm zur Eintrittsstelle BEGINN. Von nun an ist dies der Startpunkt für das Hauptprogramm.

Das interne ROM 157 des Mikrocomputers 154 enthält eine Nachschlagetabelle mit den Adressen der Unterprogramme, welche die Formate vorbereiten, um die verschiedenen Parameterwerte anzeigen zu können. Durch einen Index R34 (bei initialisiert und bei jeder Anzeigeroutine aktualisiert) wird die Adresse der nächsten Anzeigeroutine gelesen und in R33 und R32 des RAM 155 gespeichert.

Als nächstes wird in die vier Hauptfunktionen des Programms eingetreten: Die "sofortige Auslösung", die "kurz verzögerte Auslösung", die "lang verzögerte Auslösung" und die "Erdschluß-Auslösung". Diese Funktionen werden im nachfolgenden Abschnitt im einzelnen erläutert.

Als nächstes wird ein Selbstprüfunterprogramm ausgeführt. In diesem Unterprogramm werden die Funktionen des Analog/Digital-Umsetzers, des kurz verzögerten Ansprechens und des Erdschlußtests geprüft. Wird ein Fehler ermittelt, so wird ein Fehler-Flag gesetzt, und in dem RAM 155 wird ein Fehlercode gespeichert.

Die Kondensatoren 90 und 91 zum Speichern des Spitzen-Phasen- und -Erd-Stroms werden anschließend entladen, und es wird eine Zeitverzögerung entsprechend 16,667 ms abzüglich der für die Ausführung der Hauptprogrammbefehle benötigten Zeit durchgeführt.

Als nächstes wird ein Flag geprüft, um zu bestimmen, ob eine Auslösung erfolgt ist. Wenn ja, wird der Wert des Phasen- oder Erdstroms, der die Auslösung verursacht hat, zur Anzeige gebracht. Da die Auslöseeinheit extern gespeist wird, steht ein Auslösevorgang der Ausführung der Mikrocomputer-Programme nicht im Wege.

Nach dem ersten Zyklus hat der Hauptzähler einen Zählerstand von 254 D (D=Dezimal). Diese Zahl signalisiert dem Mikrocomputer 154, einen weiteren auf der Anzeigevorrichtung 80 darzustellenden Parameter auszuwählen. Vergegenwärtigt man sich, daß diese Zählung zyklisch erfolgt, so erkennt man, daß die Auswahl unmittelbar nach dem Lesen des PROMs 82 und 255×16,667 ms (4,27 Sekunden) danach erfolgt.

Bei der Parameteranzeige handelt es sich um eine dreistellige Zahl, die auf eine Einheit bezogen ist, wobei der angezeigte Parameter durch einen Zahlencode identifiziert wird, welcher gleichzeitig mit dem Parameterwert in der am weitesten links liegenden Ziffernstelle der numerischen Anzeige 80 in folgender Bedeutung erscheint:

• 1. Derzeitiger Phasenstrom
• 2. Ansprechwert für lange Verzögerung
• 3. Lange Verzögerungszeit
• 4. Ansprechwert für kurze Verzögerung
• 5. Kurze Verzögerungszeit
• 6. Ansprechwert für Erdschluß
• 7. Erdschluß-Zeit
• 8. Pegel für sofortige Auslösung
• 9. Derzeitiger Erdstrom

Wenn der Zähler den Wert 125 (2,1 Sekunden) erreicht, und wenn in dem Selbstprüf-Programm ein Fehler gefunden wurde, wird in der Anzeige 80 anstelle eines Parameterwertes ein Fehlercode wie folgt angezeigt: 1 für einen A/D-Umsetzungs-Fehler oder einen Funktionsfehler bei der sofortigen Auslösung, 2 für einen Funktionsfehler bei kurzer Verzögerung, 3 für einen Funktionsfehler bei Erdschluß-Auslösung, und 4 für den Hinweis, daß Minimum-Einstellwerte verwendet werden. Dies veranlaßt die Anzeige 80, alle 2 Sekunden zwischen Parameterwert und Fehlercode zu wechseln, wodurch der Bedienungsperson angezeigt wird, daß ein Fehler ermittelt wurde.

Ausführliche Beschreibung der Arbeitsweise

In diesem Abschnitt sollen im einzelnen die in dem allgemeinen Flußdiagramm dargestellten Funktionsblöcke erläutert werden. Bei der Beschreibung sollte Bezug genommen werden auf die für jeden Block angegebenen Flußdiagramme.

Zur Betrachtung der Funktion "sofortige Auslösung" und der Funktion "kurz verzögerte Auslösung" sei zunächst Bezug genommen auf das in Fig. 9 dargestellte Flußdiagramm. Nach Betreten dieser zwei Routinen schaltet der Mikrocomputer 154 den Analogausgang des D/A-Umsetzer-IC4 über Widerstände 108, 110 und 112, deren Werte 6,8 K, 220 K bzw. 220 K betragen, auf die Phasen-Spitzenwertgleichrichterschaltung. Dies erzeugt einen Skalenfaktor von 1 pro Einheit (mit einer digitalen Darstellung von 160). Das A/D-Umsetz-Unterprogramm (Fig. 8) wird nun aufgerufen, und dieses Programm dauert 0,26 ms (104 Befehle×2,5 µs durchschnittliche Ausführungszeit pro Befehl).

Das A/D-Umsetzungs-Unterprogramm löscht den Akkumulator (ACC) und stellt dann dessen höchstwertiges Bit als Testwert ein. Dieser Wert wird zum D/A-Umsetzer gegeben, der einen entsprechenden Analogwert erzeugt. Dieser Analogwert wird mit dem Phasenstromwert verglichen, der von dem Spitzenwertgleichrichter-Kondensator 90 geliefert wird. Wenn der Versuchs-Analogwert kleiner ist als der Phasenstrom, wird der aus einem Bit bestehende Versuchswert auf die digitale sukzessive Approximierung des Phasenstromwertes, die in dem Register R3 gehalten wird, addiert. Das Testbit im Akkumulator wird dann um eine Stelle nach rechts verschoben, es wird ein entsprechender Analog-Testwert erzeugt, es erfolgt ein Vergleich, und dann wird das Bit nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses in dem Register R3 gehalten oder nicht. Auf ähnliche Weise werden sämtliche 8 Bits des Akkumulators geprüft, und nach Abschluß des achten Bits wird der in R3 gehaltene Wert zum Akkumulator übertragen.

Der Digitalwert des derzeitigen Phasenstroms (PPC) wird dann im RAM 155 gespeichert, um angezeigt und in dem Programm für die kurze Verzögerung verwendet zu werden. Wenn PPC größer ist als der Auslöseeinstellwert für sofortige Auslösung (ITS), wird eine Auslösung durchgeführt, bei der der laufende Wert, welcher die Auslösung verursacht hat, gesichert wird (um auf der Anzeige 80 dargestellt zu werden) und die richtige Leuchtdiode 84, 86 oder 88 zum Leuchten gebracht wird, um die Ursache der Auslösung kenntlich zu machen. Andernfalls wird die Routine für kurz verzögerte Auslösung betreten.

In der Routine für kurz verzögerte Auslösung wird bei jeder Periode eine Zwischensumme (ZWSU) erhöht, falls PPC größer ist als der Ansprechwert für kurze Verzögerung. Die Zwischensumme wird dann mit einem Wert verglichen, der der kurzen Verzögerungszeit (SDT) entspricht. Ist die Zwischensumme größer als der Wert von SDT, wird eine Auslösung durchgeführt. Andernfalls wird das Prüfprogramm für Auslösung mit langer Verzögerung betreten. Wenn PPC kleiner ist der Ansprechwert für kurze Verzögerung, wird die Zwischensumme für kurze Verzögerung auf Null zurückgesetzt. An dieser Stelle wird in das Prüfprogramm für lange Verzögerung (LDTST) eingetreten (wie es in Fig. 10 dargestellt ist).

Nach dem Eintritt in das Programm schaltet die LDTST-Funktion (über IC3) auf den Phasen-Spitzenwertgleichrichterschaltkreis. Dies erfolgt jedoch über Widerstände 114 und 116, deren Werte 3,3 K bzw. 220 K betragen (vgl. Fig. 6). Auf diese Weise wird der Schwellenwert für die A/D-Umsetzung verdoppelt. Vergegenwärtigt man sich, daß 1 Einheit codiert wurde zu 16 D bei der sofortigen Auslösung und bei der Auslösung mit kurzer Verzögerung, so erkennt man, daß 1 Einheit nun zu 32 D codiert wird (dies entspricht einer Auflösung von 3,12%).

Für die Zeitsteuerung mit langer Verzögerung muß eine zu (i)² proportionale Größe berechnet werden. Dieser Wert wird zu einem Akkumulatorregister addiert und dann mit der langen Verzögerungszeit (LDT) immer dann verglichen, wenn der Ansprechwert für lange Verzögerung (LDPU) überschritten wird. Das Akkumulatorregister stellt dann die Größe "(i)²t" dar. Ein Beispiel mag den Vorgang erläutern:

LDPU = 1 Einh. = 32 D
LDT = 2 sec
I(PPC) = 6 Einh. = 32 D × 6 = 192 D
i² = (192)² = 36.864

Anstatt jedoch i² zu speichern, wird i²/4 gespeichert, um weniger Speicherplatz zu benötigen, wobei dennoch eine ausreichende Auflösung gegeben ist. Man erhält also:

i²/4 = 36.864/4 = 9216

Wenn i²/4 jede 1/60 Sekunden auf eine 64 Bits umfassende Zwischensumme addiert wird, hat die Zwischensumme nach 2 Sekunden folgenden Wert:

9216 × 60 × 2 = 1.105.920 D

Dies bringt die oberen 8 Bits der Zwischensumme auf den Wert:

1.105.920/2¹⁶ = 17 D

Somit wird eine eingestellte lange Verzögerungszeit von 2 Sekunden, die codiert wird, als 17 (Dezimal) oder 11 (Hexadezimal) nach exakt 2 Sekunden erreicht, wie es gewünscht wird. Daher gilt: Die Einstellung der langen Verzögerungszeit LDT=(Zahl der Sekunden)×17/2. Man ersieht, daß bei kleinerem Wert von PPC die Auslöseeinheit länger braucht, um jenen Zählerstand zu erreichen, und daß bei einem größeren Wert von PPC die Auslöseeinheit den Zählerstand rascher erreicht (die Zeit steht in umgekehrter Beziehung zu (i)²).

Es soll nun Bezug genommen werden auf das in Fig. 10 dargestellte Flußdiagramm. Man sieht, daß, wenn PPC kleiner ist als LDPU, die Zwischensumme mit einem festen Wert A4 H=164 D vermindert wird. Diese Zahl repräsentiert (LDP min) 2/4 oder (0,8×32 D) 2/4=164 D.

Nun wird die Prüfung auf Erdschluß durchgeführt. In herkömmlichen Auslöseeinheiten wird bei nicht auf Erdschluß beruhenden Störungen, bei denen der Phasenstrom 3 bis 10mal so hoch ist wie die Leistungsschalter-Nennleistung, der Ansprechwert für Erdschluß unempfindlich gemacht, so daß der fiktive Erdschlußstrom (eine durch die Stromwandler künstlich erzeugte Größe) keine unrichtige Auslösung verursacht. Wie man aus dem Flußdiagramm in Fig. 11 erkennt, ist bei der vorliegenden Auslöseeinheit eine weitere Korrekturmaßnahme vorgesehen. Der Ansprechwert für Erdschluß wird wie beim Stand der Technik unempfindlich gemacht, wenn PPC größer oder gleich 7,0 Einheiten ist; für Werte von PPC zwischen 1,0 und 7,0 Einheiten jedoch wird der fiktive Erdstrom dadurch berücksichtigt, daß von dem gemessenen Erdstrom PPC/4 subtrahiert wird. Dieses Verfahren könnte selbstverständlich auch durch eine andere Vorrichtung durchgeführt werden, z. B. mit einer analog arbeitenden Schaltung.

Ist der vorliegende Erdstrom größer als der Ansprechwert für den Erdstrom, wird ein Erd-Verriegelungsausgangssignal gesetzt, um anderen Schaltern zu signalisieren, daß dieser Schalter eine Störung durch Erdschluß behandelt. Als nächstes wird eine der Zwischensumme für kurze Verzögerung ähnliche Zwischensumme erhöht. Wenn diese Zwischensumme nun größer ist als der Zwischensummen-Auslösewert für eine Störung bei Erdschluß, erfolgt eine Auslösung. Andernfalls betritt das Programm die Selbstprüf-Routine.

Ist der derzeitige Erdstrom kleiner als der eingestellte Ansprechwert für Erdstrom, jedoch größer als 1/2 des eingestellten Wertes, wird das Erd-Verriegelungsausgangssignal gesetzt. Ferner wird bei allen Erdstromwerten unterhalb des Ansprechwertes die Zwischensumme vermindert (nicht wie bei der kurzen Verzögerung zurückgesetzt), bevor die Selbstprüf-Routine betreten wird.

Das Flußdiagramm für die Selbstprüf-Routine ist in Fig. 12 gezeigt. Dieses Unterprogramm, das bei jeder Periode durchgeführt wird, setzt die Spitzenwertgleichrichter-Kondensatoren 90 und 91 zurück und prüft die laufende Zwischensumme für die Funktionen bei Erdschluß und kurzer Verzögerung und alarmiert die Bedienungsperson über einen Fehler in der Hauptschleife. Dies geschieht durch Setzen von Flags, die in der Hauptschleife alle 2,1 Sekunden geprüft werden, und durch Speichern eines Fehlercodes. Wenn das Flag gesetzt ist, veranlaßt das Hauptprogramm, daß auf der numerischen Anzeige 80 eine Fehlercodezahl erscheint. Auf diese Weise würde dann anstelle einer 4 Sekunden andauernden Anzeige der Parameterwerte eine abwechselnde, 2,1 Sekunden andauernde Anzeige der Fehlercode- und Parameterwerte erfolgen.

Wie oben bereits erwähnt wurde, gestattet die in Fig. 13 skizzierte Routine "LESEN" dem Benutzer das 16malige Neuprogrammieren des externen PROM-Chips 16 mittels einer PROM-Programmiervorrichtung. Diese Routine lädt außerdem Minimum-Einstellwerte für den Leistungsschalter, falls das PROM nicht richtig programmiert wurde oder kein PROM vorhanden ist.

Die Einstellwerte können in dem PROM 82 beispielsweise wie folgt codiert sein:

Beispiel

In diesem Format sind die eingestellten Werte für die Verwendung durch das Programm bereit. Für die Anzeige jedoch (die alle 4 Sekunden erfolgt) müssen die Werte jeweils in lesbare Dezimalzeichen umgewandelt werden.

Jede Anzeigeroutine ruft also eine Routine auf, um die ganzzahligen oder als Bruchteile vorliegenden Anzeigewerte von hexadezimalem Formal in BCD-Code umzuwandeln. Die BCD-Werte werden dann von den Zwischendecodern in 7-Segment-Format umgesetzt.

Aufstellung der in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen

Aufstellung der in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben eines ein Stromversorgungsnetz schützenden und von einem Mikrocomputer gesteuerten Trennschalters mit folgenden Verfahrensschritten:

• a) Speicherung von Vorgabewerten, die eine aus unterschiedlichen Abschnitten bestehende Mehrfunktion-Zeit/Strom-Auslösekennlinie in einem dem Mikrocomputer zugeordneten Speicher definieren, wobei die Abschnitt der Mehrfunktion-Zeit/Strom-Auslösekennlinie den Vorgängen "sofortige Auslösung, kurz verzögerte Auslösung, lang verzögerte Auslösung und Erdschlußauslösung" zugeordnet sind und die Identifizierung der jeweils unterschiedlichen Abschnitte der Kennlinie durch vorgebbare numerische Werte erfolgt;
• b) Abtastung des über die Trennkontakte des Trennschalters fließenden Stromes und Bereitstellung eines zu dem Strom in Beziehung stehenden Abtastsignals;
• c) Vergleich des Abtastsignals in aufeinanderfolgenden, den einzelnen Abschnitten der Kennlinie zugeordneten Routinen mit den zugehörigen Vorgabewerten, wobei der Trennschalter aktiviert wird, sobald das Abtastsignal in einer der Routinen den Vorgabewert überschreitet;
• d) Sequentielle numerische Darstellung der Istwerte von elektrischen Parametern des Stromversorgungsnetzes, der Vorgabewerte und ggf. der Art und Größe des eine Auslösung des Trennschalters verursachenden Stromwertes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Leuchtdiodenanzeigen, welche nachträglich die Art des Auslösevorgangs kennzeichnen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wechselstrom für das Abtastsignal der Spitzenwert des Stromes erfaßt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Mikrocomputer zugeordnete Speicher ein über einen Datenbus angeschlossener programmierbarer Lesespeicher (PROM 82) ist, in welchem die Vorgabewerte gespeichert werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur sequentiellen numerischen Darstellung eine an den Mikrocomputer über den Datenbus angeschlossene Anzeigevorrichtung verwendet wird, die gleichzeitig einen Parameterwert und einen den Parameter identifizierenden Code zur Anzeige bringt.