JPS61273123A - 引外し信号の発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、過電流の大きさおよび継続時間に関係して引
外し信号を発生するための方法であって、過電流から導
き出され整流された測定量が走査され、また走査された
値が相応のディジタル値に変換され、ディジタル値が所
与の関数に従って重み付けされかつ累算され、また累算
値が所与の比較値の上側にある際には引外し信号が形成
され、過電流が或る時間にわたって所与のしきい値を下
廻れば、累算が引外し信号の形成以前に中断される方法
に関する。

〔従来の技術〕

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９５００３１号明細
書に記載されている公知の監視装置はこのような方法に
より作動する。すなわち、この公知の監視装置では、監
視すべき電流から整流により得られた測定量が走査装置
により走査され、またこうして得られた走査値がＡ−Ｄ
変換器内で相応のディジタル値に変換される。ディジタ
ル値は関数発生器内で重み付けられ、また重み付けの後
に加算回路内で累算される。加算回路の状態が所与の比
較値に到達すると、引外し信号が発生される。公知の監
視装置ではＡ−Ｄ変換器に、監視すべき電流が過電流値
を有するか否かを連続的に判定する回路モジュールが接
続されている０判定の結果が肯定であれば、該回路モジ
ュールの後に接続されておりクロック制御されるカウン
タが絶えずリセットされる。該回路モジュールのリセッ
ト信号が生じなければ、クロック制御されるカウンタは
所与のカウンタ状態までカウントし、その後に加算回路
をリセットする。整流された測定量の曲線経過に基づい
てその瞬時値が過電流を示す値以下に低下するときに既
に加算回路のリセットが行われないようにするためには
、所与のカウンタ状態が公知の監視装置では、このカウ
ンタ状態が監視すべき電流の半周期よりも長い時間の後
に到達可能であるように選定されていなければならない
。このことは、個々の場合に不必要な引外しを生じるお
それがある。いずれの場合にも前記の方法で作動する公
知の監視装置は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの監視すべき電
流に対して、臨界的カウンタ状態に関して異なって設定
されたカウンタを必要とする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、過電流の大きさおよび継続時間に関係
して引外し信号を発生するための方法であって、累算の
中断の時点が、消滅する過電流の際に測定量の曲線経過
に関係し、従って過電流を監視すべき電流の周波数に無
関係に、はぼ監視すべき電流の半周期の後に行われる方
法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本発明によれば、冒頭に記載したｐｉ頬の
方法において、整流された測定量に相応する補助量の差
または差比が形成され、補助量がその正負符号を検査さ
れ、またそれぞれ正から負への符号の変化の際にはまさ
に存在する走査された最大値が、符号が新たに正から負
へ変化するまで保持されかつクロックにより累算され、
補助量の絶対値が所与の限界値と、また各走査された値
が過電流の所与のしきい値と比較され、また補助量の絶
対値が所与の限界値の下側にある際および過電流の走査
された値が所与のしきい値の下側にある際には累算が中
断されることを特徴とする引外し信号の発生方法により
達成される。

〔発明の効果〕

゛　本発明による方法の主要な利点は、この方法により
作動する装置は、累算の中断が、低下する過電流の際に
、所与のカウンタ状態までカウントするカウンタによっ
て行われずに、補助量の絶対値と所与の限界値との比較
および過電流の走査された値と所与のしきい値との比較
によって形成されているので、過電流を監視すべき電流
の周波数に無関係に構成され得ることである。もう１つ
の利点は、累算の中断が常に測定量の実際の経過に関係
して行われることである。

〔実施態様〕

補助量は本発明による方法において種々の仕方で求めら
れ得る。たとえば補助量は整流された測定量の微分によ
り求められ得る。しかし、本発明による方法をできるか
ぎり簡単に実施する観点で、それぞれ相続いて走査され
た値が互いに比較され、またそれから補助量の正負符号
および絶対値が求められることは一層有利である。すな
わち、簡単な差形成により補助量が求められ得る。

本発明による方法をできるかぎり簡単かつ確実に実施す
る観点で、監視すべき電流が所与のしきい値を最初に上
進る際に、すなわち過電流の際に励起信号が発生され、
それに基づいて、その際に走査された値が保持され、ま
た累算が零から始まって開始されることは有利であるこ
とが判明している。こうして、累算の初期条件が正確に
決定可能であるだけでな（、過電流の生起の最初の瞬間
からそれぞれその後に走査された値が累算のために利用
されることも保証されていることである。

それにより本発明による方法の精度は非常に高い。

しばしば課せられる必要条件、すなわち最短引外し時間
を下廻らないという条件を満足するため、本発明による
方法は、励起信号により固定時間カウンタが始動され、
そのフルカウントの後に累算値が所与の比較値に到達し
た際に引外し信号が発生されるように構成される。

・さらに、本発明による方法において、励起信号に応じ
てそれぞれ所与の数の相次いで生ずる走査された値が記
憶され、またそれぞれ３つの最後の記憶され走査された
値の対ごとの差形成により過電流の最大値の生起の検査
が行われ、また求められた最大値が保持されることが有
利であることが判明している。すなわち、それぞれ最後
の３つの記憶された走査された値の対ごとの差形成によ
り、本発明による方法の実施の際に、著しい費用を要せ
ずに、一方の差形成がまさに正の符号を、また他方の差
形成がまさに負の符号を生ずるが否かが判定され得る。

判定の結果が肯定であれば、中間値は、簡単な仕方で保
持されかつその後の処理をされ得る最大値のみを示し得
る。

さらに、本発明による方法において、過電流の所与のし
きい値の下側にある最大値が生じ、また補助量の絶対値
が所与の限界値の下側にあるならば、励起信号が取り消
されることが有利であることが判明している。励起信号
の取消によりたとえば重み付けおよび累算が中断され得
る。それによって引外し信号の発生も阻止される。

過電流が常に零に向かって収斂する比較的稀な場合にも
累算の中断を達成するため、本発明による方法の１つの
実施態様によれば、記憶された走査された値の所与の数
の累算値が所与の最小値の下側にあるならば、励起信号
が取り消される。励起信号の取消により、この場合にも
累算が中断され、またそれにより引外し信号の発生が阻
止される。

〔実施例〕

以下図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図には、なかんずく測定量Ｍの時間的経過が示され
ており、測定量Ｍは単相の監視すべき交流電流から整流
により形成されている。

こうして得られた測定量Ｍは、第２図に示されているよ
うに、第１回の照会で、所与のしきい値Ｓを超過してい
る瞬時値を有するか否かを判定される。これは、第１図
に示されている測定量Ｍの曲線経過で第２の走査信号Ａ
２の場合である。従って、第２図のフローダイアグラム
の第１回の照会はこの時点で“イエス”と回答され、第
１図かられかるように測定量Ｍのその後の値の走査が始
まる。走査された値は第１回の照会で、走査値ｉ（ｔ＋
Δｔ’）＞１（ｔ）であるか否か、すなわちそのつど後
で走査された値が先行の値よりも大きいか否かを判定さ
れる。判定の結果が肯定であれば、測定量Ｍのそのつど
最後に走査された瞬時値が保持され、さらに最後に走査
された瞬時値と先行の瞬時値との間の差の絶対値、すな
わち補助量の絶対値が形成される。

さらに第３回の照会で、測定量Ｍの走査された瞬時値が
所与のしきい値Ｓよりも大きいか否かが判定される０判
定の結果が肯定であれば、走査が継続される。走査され
た瞬時値が所与のしきい値Ｓよりも小さいならば、その
後の第４回の照会で、差形成により得られた補助量の絶
対値が所与の限界値よりも大きいか否かが判定される。

判定の結果が肯定であれば、走査が継続される０判定の
結果が否定であれば、走査は中断される。

第２回の照会で、測定量Ｍの最後に走査された瞬時値が
先行の走査された瞬時値よりも小さいと判定されれば、
先行の瞬時値が保持され、関数ｆ＝ｉ”ｔに従って重み
付けされ、また重み付けされディジタル値が累算される
。その後の第５回の照会で、累算値が所与の比較値Ｋに
達したか否かが判定される。判定の結果が肯定であれば
、引外し信号が発生される。他方、判定の結果が否定で
あれば、引外し信号が発生されることなく、累算が継続
または中断される。

引外しが行われた後に、累算値は再び零に戻され、これ
は通例は新しい過電流の開始時に行われる。

本発明による方法は有利な仕方でマイクロコンピュータ
により実施され得る。従って、第３図のブロック回路図
は単に本発明による方法の進行を説明するためのもので
ある。

監視すべき交流電流■は整流器回路１で整流され、また
単に接点２により示されている走査装置により走査され
る。多相システムの電流が監視されるべきならば、それ
自体は公知の仕方で整流器１の代わりに、入力側にすべ
ての相の電流から得られた量を与えられている包絡線形
成器が使用される。整流器１の出力端に生じた測定量Ｍ
の走査された値は、図面を簡単にするために図示されて
いないＡ−Ｄ変換の後に、第１図による所与のしきい値
Ｓに相当する引外ししきい値を定めるモジュール３に到
達する。モジュール３の後に励起マーカ４が接続されて
おり、この励起マーカはその出力端Ｑにモジュール３の
出力信号に基づいて電位変化を受ける。この電位変化は
単安定マルチバイブレータ５を制御し、この単安定マル
チバイブレータはそれに基づいて接点６を閉じる。さら
に、励起マーカ４の出力端Ｑにおける電位変化によりイ
ネーブル信号が固定時間カウンタ７に与えられる。予め
この固定時間カウンタ７は単安定マルチバイブレータ５
の出力信号によりリセットされる。

さらに励起マーカ４の出力端Ｑにおける電位変化により
追加的な接点８が閉じられる。

接点６の閉路により過電流値の生起の後に生じた（第１
図による走査信号Ａ２における）最初の走査値が保持回
路９に通され、そこに保持される。

さらに励起マーカ４の出力端Ｑにおける電位変化に基づ
いて閉じられた接点ｌＯを経て、保持された値は所与の
関数、特にｉ”を関数の関数発生器１１で相応に重み付
けされ、また重み付けされた値はクロックＴにより制御
される接点１２を経て積分器１３に供給される。この積
分器１３の後に、所与の比較値を記憶しているしきい値
モジュール１４が接続されている。しきい値モジュール
１４の出力端はアンド回路１５の一方の入力端にｆ９Ｍ
されており、その他方の入力端には固定時間カランタフ
の出力端が接続されている。

測定量Ｍの走査された瞬時値は接点８を経て走査値メモ
リ１６に与えられる。この走査値メモリは所与の数の相
次いで生ずる走査された値を記憶、し得る。図示されて
いる実施例では、走査値メモリ１６内に４つの相次いで
生ずる走査された値が記憶され得る。第１の記憶場所１
７の出力端は加算器１８のプラス入力端と接続されてお
り、そのマイナス入力端は別の記憶場所１９の出力端と
接続されている。この記憶場所１９の出力端と別の加算
器２０のプラス入力端が接続されており、そのマイナス
入力端は別の記憶場所２１の出力端と接続されている。

加算器１８および２ｏにより、そのつど相次いで走査さ
れた値が対として差し引きにより互いに比較され、また
所与の差が存在する際にはしきい値モジュール２２およ
び２３を介して信号が別のアンド回路２４に与えられる
。このアンド回路の図面で上側の入力端は反転入力端で
ある。アンド回路２４の後に単安定マルチバイブレータ
２５が接続されており、この単安定マルチバイブレータ
は出力側で追加的アンド回路２６の一方の入力端とも接
点２７とも接続されている。

走査値メモリ１６の記憶場所１９は接続線２８を経て接
点２７と接続されており、接点２７が単安定マルチバイ
ブレーク２５の相応の出力量を介して駆動されていると
き、接点２７を経て保持回路９へのもう１つの接続経路
が形成され得る。さらに接続線２８がしきい値モジュー
ル２９の入力端に導かれており、このしきい値モジュー
ルは引外し電流に対する所与のしきい値Ｓに設定されて
いる。このしきい値Ｓが上側れると、モジュール２９の
出力端に１つの信号が生じ、この信号は追加的なアンド
回路２６の入力端で反転される。

追加的なアンド回路２６の後にオア回路３ｏが接続され
ており、その他方の反転入力端は追加的なしきい値モジ
ュール３１の出力端に接続されている。この追加的なし
きい値モジュール３１は加算器３２の後に接続されてお
り、加算器３２は入力側で走査値メモリ１６の記憶場所
１７．１９および２１にもその第４の記憶場所３３にも
接続されている。オア回路３０の出力端は励起マーカ４
のリセット入力端Ｒと接続されている。

次に、第３図に示されているような回路装置により本発
明による方法の進行を説明する。

監視すべき交流電流Ｉは整流器１で整流され、第１図に
時間に関係して示されているような測定量Ｍを生ずる。

こうして得られた整流された測定量Ｍはパルス状に、第
１図に走査信号Ａにより示されているような形態で走査
される。走査された値が所与のしきい値Ｓの上側にある
と、第３図によるしきい値モジュール３が時点ｔ２で応
答し、また励起マーカ４の出力端に、なかんずく固定時
間カウンタ７の能動化および接点８の閉路に通ずる電位
変化が生ずる。所与の時間にわたり単安定マルチバイブ
レーク５の出力信号により接点６が閉じられ、さらにリ
セット信号が固定時間カウンタ７および積分器１３に発
せられる。こうして接点７を経て、所与のしきい値Ｓの
上側にある、走査信号Ａ２により走査された第１の値が
保持回路９内に保持され得る。この値は、さらに接点１
０が励起マーカ４の出力＃Ｑにおける電位変化の際に閉
じられているので、重み付けられ、また所与のクロック
で積分器内で累算される。

続く走査信号の際には測定ｉＭの瞬時値はほぼ波高値に
到達する。この走査値は接点８を経て走査値メモリ１６
の記憶場所１７のなかに記憶される。この走査値は、接
点６がその間に再び開かれているので、直ちには保持回
路９に到達しない。

相次いで走査された値は走査値メモリ１６のなかに記憶
される。それぞれ相続いて走査された走査値の差を加算
器により形成することによって補助量Δｉが形成され、
特に第１図中の曲線ＤＹにより示されているようにその
正負符号が求められる。

さらに、同じく第１図中に示されているように、信号Ｓ
ＷＵがしきい値モジュール２９により発生される。この
信号ＳＷＵは所与のしきい値の下方超過を示す、最初の
３つの記憶場所１７．１９および２１が占有されると、
さらに加算器１８により、最大値が記憶されているか否
かが確認される。

記憶場所１９内にこのような最大値が存在していれば（
これは加算器１８が正の値を有する量を発生し、かつ加
算器２０が負の値を有する量を発生する場合である）、
最大値はその際に閉じられている接点２７を経て保持回
路９に供給され、そこに保持される。この保持された値
の重み付けおよび重み付けされた値の累算は所与のクロ
ックＴで積分器１３内で行われる。求められた最大値の
基底上の累算は、加算器１８および２０が上記の符号関
係を有する出力信号を再び有するまで行われる。このこ
とは走査信号Ａ９の際に与えられている。すなわち、こ
の場合には短時間で再び単安定マルチバイブレータ２５
を介して接点２７が閉じられ、また記憶場所１９内に存
在する最大値が保持回路９に供給され、そこに保持され
る０次いで再びこの小さいほうの最大値の重み付けとク
ロックによる積分器１３内の累算とが行われる。このこ
とはその後の最大値により時点ｔ２（第１図参照）まで
行われる。なぜならば、この時点で、所与のしきい値Ｓ
よりも小さい１つの走査された値が求められ、またさら
に加算器１８および２０により、それぞれ隣接して走査
された値の間の差が比較的大きいこと、すなわち差比が
比較的大きいことが指示されるからである。すなわち、
この場合には接点２７はもはや駆動されず、従って所与
のしきい値Ｓよりも下側にある最大値はもはや保持回路
９内に記憶されない。

しきい値モジュール２９および別の単安定マルチバイブ
レータ２５の出力により追加的アンド回路２６はその出
力端に出力信号を生ずるような入力信号を与えられ、そ
れによりオア回路３０を介して励起マーカ４がそのリセ
ット入力端Ｒにリセット信号を与えられる。その結果と
して励起マーカ４の出力端Ｑにおける信号変化を介して
接点８が再び開かれ、従ってその後の走査値の記憶は行
われ得ない。さらに、接点１０が開かれ、従ってまた積
分器１３が保持回路９から切り離され・それにより累算
が中断される。その結果、積分器１３はしきい値モジュ
ール１４により予め与えられている所与の比較値に到達
し、アンド回路１５の出力端にも引外し信号が発生され
ない。

それに反して、第１図中には示されていないが、測定ｉ
１Ｍがもっと長い時間にわたって所与のしきい値Ｓの上
側の値を有するならば、別の状況が生ずる。すなわち、
この場合には、励起は積分器１３が所与の比較値に到達
する以前にはオア回路３０の出力信号を介して取り消さ
れず、積分器１３はこの所与の比較値まで累算すること
ができ、それに基づいてしきい値モジュール１４が応答
し、またその出力端から信号が後段のアンド回路１５に
発せられる。固定時間カウンタ７が既にフルカウントを
終わっていれば（一般に３００ｍ５の経過後）、アンド
回路１５の出力端に１つの引外し信号が生ずる。

なお留意すべきことは、事情によっては測定量Ｍが常に
零に向かって収斂する場合、すなわち際立った最大値を
有していない場合があり・得ることである。このような
場合にも引外し信号を阻止し得るように、第３図のブロ
ック回路図による加算器３２のなかですべての記憶場所
１７．１９．２１および３３の記憶された値が加算され
、所与の値を下廻る際にはしきい値モジュール３１から
１つの信号が発せられ、この信号が反転の後にオア回路
３０に出力信号を生ぜしめ、それに基づいてこの場合に
も励起マーカ４がリセットされる。こうして誤った引外
しはこの場合にも阻止されている。

【図面の簡単な説明】

第１ＦＩ！Ｊは監視すべき電流から得られた整流された
測定量の時間的経過を示す図、第２図は本発明による方
法の原理的説明のためのフローダイアグラム、第３図は
本発明による方法を説明するための回路装置のブロック
回路図である。 Ａ・・・走査信号、■・・・監視すべき交流電流、Ｍ・
・・測定量、“Ｓ・・・しきい値、Δｉ・・・補助量、
１・・・整流器、２・・・接点、３・・・引外ししきい
値設定モジュール、４・・・励起マーカ、５・・・単安
定マルチパイプレーク・６・・・接点、７・・・固定時
間カウンタ、８・・・接点、９・・・保持回路、１０・
・・接点、１１・・・関数発生器、１２・・・・・・接
点、１３・・・積分器、１４・・・しきい値モジュール
、１５・・・アンド回路、１６・・・走査値メモリ、１
７．１９．２１・・・記憶場所、１８．２ｏ・・・加算
器、２２．２３・・・しきい値モジュール、２４・・・
アンド回路、２５・・・単安定マルチバイブレーク、２
６・・・アンド回路、２７・・・接点、２９・・・しき
い値モジュール、３０・・・オア回路、３１・・・しき
い値モジュール、３２・・・加算器、３３・・・記憶場
所。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）過電流の大きさおよび継続時間に関係して引外し信
   号を発生するための方法であって、 ａ）過電流から導き出され整流された測定量が走査され
   、また走査された値が相応のディジタル値に変換され、 ｂ）ディジタル値が所与の関数に従って重み付けされか
   つ累算され、また累算値が所与の比較値の上側にある際
   には引外し信号が形成され、 ｃ）過電流が或る時間にわたって所与のしきい値を下廻
   るならば、累算が引外し信号の形成以前に中断される 方法において、 ｄ）整流された測定量（Ｍ）に相応する補助量（Δｉ）
   の差または差比が形成され、 ｅ）補助量（Δｉ）がその正負符号を検査され、またそ
   れぞれ正から負への符号の変化の際にはまさに存在する
   走査された最大値が、符号が新たに正から負へ変化する
   まで保持されかつクロックにより累算され、 ｆ）補助量（Δｉ）の絶対値が所与の限界値と、また各
   走査された値が過電流の所与のしきい値（Ｓ）と比較さ
   れ、 ｇ）補助量（Δｉ）の絶対値が所与の限界値の下側にあ
   る際および過電流の走査された値が所与のしきい値（Ｓ
   ）の下側にある際には累算が中断される ことを特徴とする引外し信号の発生方法。 ２）ｈ）それぞれ相続いて走査された値が互いに比較さ
   れ、また ｈ１）それから補助量（Δｉ）の正負符号および絶対値
   が求められる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）ｊ）過電流が所与のしきい値（Ｓ）を最初に上廻る
   際に励起信号が発生され、それに基づいて、 ｊ１）その際に走査された値が保持され、 ｊ２）累算が零から始まって開始される ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の方法。 ４）ｋ）励起信号により固定時間カウンタ（７）が始動
   され、そのフルカウントの後に累算値が所与の比較値に
   到達した際に引外し信号が発生される ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５）ｌ）励起信号に応じてそれぞれ所与の数の相次いで
   生ずる走査された値が記憶され、 ｍ）それぞれ３つの最後の記憶された走査された値の対
   ごとの差形成により過電流の最大値の生起の検査が行わ
   れ、求められた最大値が保持される ことを特徴とする特許請求の範囲第３項または第４項記
   載の方法。 ６）ｎ）過電流の所与のしきい値（Ｓ）の下側にある最
   大値が生じ、また補助量（Δｉ）の絶対値が所与の限界
   値の下側にあるならば、励起信号が取り消される ことを特徴とする特許請求の範囲第３項ないし第５項の
   いずれか１項に記載の方法。 ７）ｏ）記憶された走査された値の所与の数の累算値が
   所与の最小値の下側にあるならば、励起信号が取り消さ
   れる ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。