KR930002034B1

KR930002034B1 - Power circuit

Info

Publication number: KR930002034B1
Application number: KR1019900022611A
Authority: KR
Inventors: 박장수
Original assignee: 금성기전 주식회사; 김희수
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1990-12-31
Publication date: 1993-03-22
Also published as: KR920013842A

Abstract

An overvoltage/undervoltage detection circuit for a digital protective relay uses a microprocessor to drive a pre-alarm driver when the AC power supply is higher or lower than the reference voltage, and has a self-diagnostic section for the microprocessor. The circuit includes a power detector for detecting the AC input power, a rectifier, a sample-and-hold section for sampling and holding the DC voltage, an A/D converter, and a setting key switching section. The microprocessor controls a whole system in accordance with the key signal from the setting key switching section and the output of the A/D converter.

Description

Digital over voltage and under voltage detection device

제1도는 종래 자동코일 소자를 이용한 과전압 계전기의 개략구성도.1 is a schematic configuration diagram of an overvoltage relay using a conventional automatic coil element.

제2도는 본 발명 디지탈 과전압, 부족전압 검출 시스템 구성도.2 is a block diagram of a digital overvoltage and undervoltage detection system of the present invention.

제3도의 (a)(b)는 제2도에 대한 상세 구성도.(A) (b) of FIG. 3 is a detailed block diagram of FIG.

제4도는 제2도에 대한 동작설명 신호흐름도.4 is an operation description signal flow diagram for FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 정류부 2 : 샘플 및 흘드부1 rectification part 2 sample and head part

3 : 아날로그/디지탈 변환부 4 : 마이크로 프로세서3: analog / digital converter 4: microprocessor

5 : 세팅키이 스위치부 6 : LED구동부5: setting key switch part 6: LED driving part

7 : 디스플레이부 8 : 고장체크부7: Display unit 8: Fault check unit

9 : 트립릴레이 구동부 10 : 프리알람 릴레이 구동부9: trip relay drive unit 10: pre-alarm relay drive unit

본 발명은 디지탈을 이용한 과전압 및 부족전압 보호계전기에 관한 것으로, 특히, 프리알람기능, 트립상태기능 및 탭절환에 의한 정정치 변환을 키이스위치에 의한 사용자의 세팅으로 바꾸어 과전압 및 부족전압이 발생시 이를 검출하여 경보 및 차단하도록한 과전압, 부족전압 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overvoltage and undervoltage protection relay using digital, in particular, by converting the correction value conversion by the pre-alarm function, trip state function and tap switching to the user's setting by the key switch, when overvoltage and undervoltage occur The present invention relates to an overvoltage and undervoltage detection device that detects an alarm and shuts off.

일반적으로 계전기는 전로에 사고가 발생하였을 때에 사고 회로만을 신속히 차단하고 변압기등의 부하 설비보호는 룰론 타 건전회로에 영향을 꺼치지 않도록 하는 전력보호 요소이다.In general, a relay is a power protection element that quickly disconnects only an accident circuit when an accident occurs in a converter, and protects load equipment such as a transformer so that it does not affect the other circuits of Lulon.

이중의 하나인 과전압, 부족전압 계전기는 교류회로의 과전압 또는 부족전압을 검출하여 트립출력을 내보내는데 사용하는 계전기이다.One of the overvoltage and undervoltage relays is a relay used to detect an overvoltage or undervoltage of an AC circuit and output a trip output.

종래의 가동코일소자를 이용한 과전압 계전기는 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와같이, 입력되는 교류전원(AC)을 강압 또는 승압시키는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 출력전압을 절환하는 탭절환기(1)와, 탭절환기(1)로 부터 절환된 교류전원 정류시키는 브리지다이오드(BD1)와, 상기 브리지다이오드(2)의 출력전압에 따라 구동하여 선로를 차단하는 가동코일소자(3)로서 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, an overvoltage relay using a conventional movable coil element switches a transformer T1 for stepping down or stepping up an AC power input AC and an output voltage of the transformer T1. A tap-changer (1), a bridge diode (BD1) for rectifying AC power switched from the tap-changer (1), and a movable coil element (3) driven according to the output voltage of the bridge diode (2) to cut off the line. ).

이와같이 구성된 종래 과전압 계전기는 교류전원(AC)이 트랜스(T1)를 통해 강압 또는 승압되어 탭절환기(1)에 인가되고, 탭절환기(1)는 트랜스(T1)로 부터 변환된 교류전압(AC)을 절환하게 된다.In the conventional overvoltage relay configured as described above, the AC power supply AC is stepped down or stepped up through the transformer T1 to be applied to the tap-changer 1, and the tap-changer 1 is converted from the transformer T1 to the AC voltage AC. Will be switched.

이때, 탭절환기(1)에 의해 절환된 교류전원(AC)이 정정치를 초과하게되면 브리지다이오드(2)가 그 교류전원(AC)을 정류시킨 후 저항(R1)을 통해 가동코일소자(3)에 인가하게되고, 가동코일소자(3)는 브리지다이오드(2)로 부터 출력되는 전압에 의해 여자되어 그의 가동철심(4)을 흡입하고 선로를 차단하게 된다.At this time, when the AC power source AC switched by the tap-changer 1 exceeds the correction value, the bridge diode 2 rectifies the AC power source AC, and then moves the coil element 3 through the resistor R1. ), The movable coil element (3) is excited by the voltage output from the bridge diode (2) to suck the movable iron core (4) and block the line.

그러나 이와같은 종래의 과전압계전기는 프리알람, 주위상태에 따른 중앙처리장치의 자기 고장진단 기능 및 전압 정정치 세팅기능이 부가되어 있지 않은 기계식 계전기로서 그의 다양화에 한계가 있고, 또한 현재의 회로전압과 고장전압을 디스플레이시켜 주는 기능이 부가되어 있지않아 사용자가 현재 회로의 라인전압을 체크할수 없는 문제점이 있었다.However, such a conventional overvoltage relay is a mechanical relay without a pre-alarm, a self-diagnosis function of the central processing unit according to the ambient condition, and a voltage correction value setting function. There is a problem that the user can not check the line voltage of the current circuit because the function to display the over-fault voltage is not added.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 마이크로프로세서를 이용 교류전원이 정정치의 이하 또는 이상일 경우에 프리알람구동부를 구동시켜 트립될 상태를 경고하여 주고, 주위상태에 따른 마이크로 프로세서의 자기 고장진단을 체크하여 올바른 조건하에서 정상동작을 하게 함과 아울러 탭절환에 의한 정정치의 변환을 키이 스위치에 의한 사용자의 세팅으로 임의로 조작할수 있도록 디지탈 과전압, 부족전압 검출장치를 창안한 것으로, 이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.In view of the conventional problems, the present invention warns a state to be tripped by driving a pre-alarm driving unit when an AC power supply using a microprocessor is below or above a predetermined value, and diagnoses a magnetic failure of the microprocessor according to a surrounding state. The digital overvoltage and undervoltage detection device was designed to enable the normal operation under the correct conditions, and to arbitrarily manipulate the change of the correction value by the tap switch to the user's setting by the key switch. When described in detail based on the accompanying drawings as follows.

제2도는 본 발명 디지탈 과전압, 부족전압 검출시스템 구성도이고, 제3도는 제2도에 대한 상세 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 입력단자(AC)로부터 입력되는 교류전원을 검출하는 전원검출기(PT1)와, 상기 전원검출기(PT1)로 부터 출력된 교류전압을 직류전압으로 변환시키는 가변저항(VR1)(VR2) 다이오드(D1-D4), 차동증폭기(OP1), 비교기(CP1), 콘덴서(C1) 및 저항(R1-R7)으로된 정류부(1)와, 상기 정류부(1)로 부터 출력되는 직류전원을 필터링하여 리플을 제거하는 콘덴서(C2-C11), 차동증폭기(OP2-OP3), 저항(R8-R17) 및 다이오드(D5)로 된 저역필터부(17)와, 상기 저역필터부(17)로 부터 필터링된 직류전압을 샘플링하고 흘딩시키는 차동증폭부(OP4) 및 콘덴서(C12, C13)로 된 샘플 및 홀드부(2)와, 상기 샘플 및 흘드부(2)로 부터 출력되는 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시키는 아날로그/디지탈 변환부(3)와, 리세트 스위치(SW1), 테스트스위치(SW2), 쉬프트스위치(SW3), (SW5), 인크리멘트 스위치(SW4)및 모드스위치(SW6)로 구성된 세팅키이 스위치부(5)의 키이신호 및 아날로그/디지탈 변환부(5)의 출력전압에 따라 전체 시스템을 제어하는 마이크로 프로세서(4)와, 상기 마이크로 프로세서(4)로 부터 출력되는 데이타를 래치시키는 래치부(11)와, 상기 마이크로 프로세서(4)의 출력데이타 및 래치부(11)에 래치된 데이타를 저장하는 데이타램(12)과, 상기 데이타램(12) 및 마이크로 프로세서(4)의 출력데이타를 래치시키는 래치부(13)와, 상기 래치부(13)의 출력레벨에 따라 온-오프 구동되어 광신호를 발산하는 발광다이오드(LED1-LED4) 및 저항으로된 LED 구동부(6)와, 상기 마이크로 프로세서(4)의 출력신호를 디코딩하는 디코더부(14)와, 상기 디코더부(14)의 출력신호에 의해 인에이블되어 마이크로 프로세서(4)의 출력데이타를 세븐세그먼트(7d)(7e)(7f)로된 디스플레이부(7)에 표시하는 디코더(7a)(7b)(7c)와, 상기 마이크로 프로세서(4)의 출력 데이타를 입력받아 일정시간 지연시키는 모노멀티(16)와 상기 모노멀티(16)의 출력신호에 따라 스위칭되어 마이크로프로세서의 자기고장진단을 체크하는 저항(R21-R23), 발광다이오드(LED5), 포토트랜지스터(PT1), 다이오드(D6), 릴레이(RY1) 및 트랜지스터(TR1)로된 고장체크부(8)와, 상기 래칩부(13)의 출력레벨에 따라 온-오프 스위칭되어 출력접점(A3, A4)을 차단하는 저항(R24-R26), 발광다이오드(LED6), 포토트랜지스터(PT2), 다이오드(D7)트랜지스터(TR2) 및 릴레이(RY2)로 된 트립릴레이 구동부(9)와 상기 래치부(13)의 출력전압 레벨에 따라 온-오프 스위칭되어 트립될 상태를 경고해 주는 저항(R27, R28), 발광다이오드(LED7), 포토트랜지스터(PT3), 다이오드(D8), 트랜지스터(TR3) 및 렐리에(RY3)로 된 프리알람 릴레가 구동부(10)로서 구성한다.2 is a configuration diagram of a digital overvoltage and undervoltage detection system of the present invention, and FIG. 3 is a detailed configuration diagram of FIG. 2. As illustrated therein, a power detector for detecting AC power input from an input terminal AC is illustrated. PT1, a variable resistor (VR1) (VR2) diode (D1-D4), a differential amplifier (OP1), a comparator (CP1), a capacitor for converting an AC voltage output from the power detector (PT1) into a DC voltage. Rectifier 1 consisting of (C1) and resistors (R1-R7), a capacitor (C2-C11) and a differential amplifier (OP2-OP3) to remove ripple by filtering the DC power output from the rectifier (1). And a low pass filter 17 composed of resistors R8-R17 and diode D5, a differential amplifier OP4 and a capacitor C12 for sampling and flowing the DC voltage filtered from the low pass filter 17. , C13) and the sample and hold portion (2), and when converting the analog signal output from the sample and the portion (2) to a digital signal Is a setting consisting of an analog / digital converter (3), a reset switch (SW1), a test switch (SW2), a shift switch (SW3), (SW5), an increment switch (SW4) and a mode switch (SW6) A latch for latching data output from the microprocessor 4 and the microprocessor 4 that controls the entire system according to the key signal of the key switch unit 5 and the output voltage of the analog / digital converter 5. The unit 11, a data RAM 12 for storing the output data of the microprocessor 4 and the data latched in the latch unit 11, and output data of the data RAM 12 and the microprocessor 4; A latch unit 13 for latching the light emitting unit, a light emitting diode (LED1-LED4) and an LED driver unit 6 including resistors which are driven on-off according to the output level of the latch unit 13 and emit an optical signal; A decoder 14 for decoding the output signal of the microprocessor 4, and the decoder Decoders 7a and 7b which are enabled by the output signal of the unit 14 and display the output data of the microprocessor 4 on the display unit 7 of the seven segments 7d, 7e and 7f. 7c) and a resistor for checking the self-diagnosis of the microprocessor by switching according to the output signal of the monomulti 16 and the mono multi 16 for delaying a predetermined time by receiving the output data of the micro processor 4 ( Fault check section 8 consisting of R21-R23, light emitting diode (LED5), phototransistor (PT1), diode (D6), relay (RY1), and transistor (TR1), and the output level of the chip (13) To the resistors R24-R26, light-emitting diodes (LED6), phototransistors (PT2), diodes (D7), transistors (TR2) and relays (RY2), which are switched on and off depending on The on-off switching state according to the output trip level of the trip relay driver 9 and the latch unit 13 to warn That the resistance (R27, R28), a light emitting diode (LED7), photo-transistor (PT3), a diode-free alarm relay to (D8), a transistor (TR3) and the trellis (RY3) constitutes a drive section (10).

이와같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation, effects of the present invention configured as described above in detail.

전원검출기(PT1)를 통해 검출한 입력단자(AC)의 교류전압을 정류부(1)를 통해 정류하고 그 정류된 직류전압을 저역필터부(17)에서 리플을 제거시킨후 샘플 및 흘드부(3)에 인가시키면 상기 샘플 및 홀드부(3)는 저역필터부(17)로 부터 입력된 직류전압을 샘플링시킴과 아울러 홀딩시킨후 아날로그/디지탈 변환부(3)에 인가하게 되는데, 이때 마이크로 프로세서(4)가 디코더부(14)를 통해 아날로그/디지탈 변환부(3)를 인에이블 시킴으로써 그 아날로그/디지탈 변환부(3)가 입력된 신호를 디지탈 신호로 변화하여 마이크로 프로세서(4)의 입출력포트(P0-P7)에 인가하게 된다.The AC voltage of the input terminal AC detected through the power detector PT1 is rectified through the rectifying unit 1, and the rectified DC voltage is removed from the low pass filter unit 17, and then the sample and seed part 3 is removed. ), The sample and hold unit 3 samples the DC voltage input from the low pass filter unit 17, holds it, and applies it to the analog / digital conversion unit 3, where the microprocessor ( 4) enables the analog / digital converter 3 through the decoder unit 14 so that the analog / digital converter 3 converts the input signal into a digital signal so that the input / output port of the microprocessor 4 ( P0-P7).

따라서, 마이크로 프로세서(4)는 아날로그/디지탈 변환부(3)를 통해 입력되는 직류전압의 디지탈 신호를 읽어들인후 이 데이타를 래치부(11)에 래치시킴과 아울러 그 래치된 데이타를 데이타램(12)에 저장한후, 송, 수신단자(TxD)(RxD)를 통해 세팅키이 스위치부(5)를 스캔하게 된다.Therefore, the microprocessor 4 reads the digital signal of the DC voltage input through the analog / digital converter 3, latches the data to the latch unit 11, and stores the latched data in the data RAM ( 12), the setting key scans the switch unit 5 through the transmission and reception terminals TxD and RxD.

이때 상기 세팅키이 스위치부(5)의 모드스위치(SW6)가 턴-온되면 마이크로 프로세서(4)는 디코더부(15)를 인에이qmf시키고 입.출력포트(P14.P15)로 하이신호를 출력하여 그 디코더부(15)에서 디코딩함과 아울러 로우신호로 반전시켜 디스플레이부(7)의 디코더(7a-7c)를 인에이블시키게 된다. 이에따라 데이타램(12)에 저장된 현재의 검출전압이 디코더(7a-7c)를 통해 디스플레이부(7)에 디스플레이되고, 아울러 래치부(13)의 출력전압에 의해 LED 구동부(6)의 발광다이오드(LED1-LED3)가 턴-온되어 광신호를 발산하게 된다.At this time, when the mode switch SW6 of the setting unit 5 is turned on, the microprocessor 4 enables the decoder unit 15 and outputs a high signal to the input / output port P14.P15. The decoder 15 decodes and inverts the low signal to enable the decoders 7a-7c of the display 7. Accordingly, the current detection voltage stored in the data RAM 12 is displayed on the display unit 7 through the decoders 7a-7c, and the light emitting diodes of the LED driver 6 are controlled by the output voltage of the latch unit 13. LED1-LED3) is turned on to emit an optical signal.

이후 세팅키이 스위치부(5)의 리세트 스위치(SW1)를 턴-온시키면 마이크로프로세서(4)는 래치부(13)의 출력단자(Q3)로 로우신호를 출력하여 트립릴레이 구동부(9)의 트랜지스터(TR2), 발광다이오드(LED) 및 포트트랜지스터(PT2)를 오프시켜 릴레이(RY2)가 트립된 상태에서 릴레이 트립접점(A3, A4)을 원위치 시키고 오퍼레이션 모드에서 동작을 수행하게 된다.Thereafter, when the setting key turns on the reset switch SW1 of the switch unit 5, the microprocessor 4 outputs a low signal to the output terminal Q3 of the latch unit 13, thereby causing the trip relay driver 9 to be turned off. The transistor TR2, the light emitting diode LED, and the port transistor PT2 are turned off to reset the relay trip contacts A3 and A4 while the relay RY2 is tripped and to operate in an operation mode.

이후 세팅키이 스위치부(5)의 테스트 스위치(SW2)를 턴-온시키면 마이크로 프로세서(4)는 래치부(13)의 출력단자(Q3)로 하이 신호를 출력하여 트립릴레이 구동부(9)의 트랜지스터(TR2)와 발광다이오드(LED6) 및 포토트랜지스터(PT2)를 턴-온시키고, 릴레이(RY2)의 트립접점(A3, A4)을 턴-온시킴과 아울러 모노멀티(16)를 인에이블 시키게 된다.Thereafter, when the setting key of the test switch SW2 of the switch unit 5 is turned on, the microprocessor 4 outputs a high signal to the output terminal Q3 of the latch unit 13 to output the transistor of the trip relay driver 9. Turn on the TR2, the light emitting diodes LED6, and the phototransistor PT2, and turn on the trip contacts A3 and A4 of the relay RY2 and enable the multi-level 16. .

이에따라 모노멀티(16)의 콘덴서(C14)와 저항(R29)의 시정수에 의해 지연된 모노멀티(16)의 출력신호가 고장체크부(S)의 트랜지스터(TR1), 발광다이오드(LED5), 포트트랜지스터(PT1) 및 릴레이(RY1)의 출력접점(A1, A2)을 턴-온시켜 을바른 조건하에서 정상동작을 하는가를 체크하게되고, 정상동작을 하게되면 고장체크부(8)에 의해 LED 구동부(6)의 발광다이오드(LED4)가 턴-온된다.Accordingly, the output signal of the monomulti 16 delayed by the time constants of the capacitor C14 and the resistor R29 of the monomulti 16 is caused by the transistor TR1, the light emitting diode LED5, and the port of the fault check unit S. The output contacts A1 and A2 of the transistor PT1 and the relay RY1 are turned on to check whether they operate normally under the correct conditions, and when they operate normally, the fault checker 8 causes the LED driver to operate. The light emitting diode LED4 of (6) is turned on.

한편 마이크로 프로세서(4)는 아날로그/디지탈 변환부(3)로 부터 입력되는 검출전압의 디지탈 신호와 세팅값을 비교하여 현재 검출된 값이 세팅값 보다 크거나 작을때 세팅된 트립시간의 경과후에 고장체크부(8)및 트립릴레이 구동부(9)를 구동시켜 릴레이(RY1)(RY2)의 출력접점(A1-A4)을 트립시키고 아울러 래치부(13)의 출력신호로 LED 구동부(6)의 발광다이오드(LED1-LED3)를 턴-온시켜서 타임 경과시간과 현재검출전압을 사용자에게 표시하여 주게된다.On the other hand, the microprocessor 4 compares the digital signal of the detection voltage input from the analog / digital converter 3 and the setting value, and fails after the set trip time elapses when the currently detected value is larger or smaller than the setting value. The check unit 8 and the trip relay driver 9 are driven to trip the output contacts A1 to A4 of the relays RY1 and RY2, and the LED driver 6 emits light with the output signal of the latch unit 13. By turning on the diodes (LED1-LED3), the elapsed time and the current detection voltage are displayed to the user.

또한 검출된 전압이 세팅값보다 크거나 작을때 마이크로 프로세서(4)는 래치부(13)를 인에이블시키고 그의 출력단자(Q4)로 하이신호를 출력하여 프리알람릴레이 구동부(10)의 트랜지스터(TR3), 발광다이오드(LED7), 포토트랜지스터(PT3) 및 릴레이(RY3)를 구동시키게 된다.In addition, when the detected voltage is larger or smaller than the set value, the microprocessor 4 enables the latch unit 13 and outputs a high signal to the output terminal Q4 thereof so as to output the transistor TR3 of the pre-alarm relay driver 10. ), The light emitting diode LED7, the phototransistor PT3 and the relay RY3 are driven.

따라서, 상기 프리알람 릴레이 구동부(10)는 래치부(13)의 출력신호에 의해 구동되어 경보음을 발생하게된다.Therefore, the pre-alarm relay driving unit 10 is driven by the output signal of the latch unit 13 to generate an alarm sound.

이상에서 상세히 설명함 바와같이 본 발명은 마이크로 프로세서를 이용하여 교류전원이 정정치의 이하 또는 이상일 경우에 프리알람 릴레이 구동부 및 디스플레이부를 구동시켜 경보음을 발생하게 함과 아울러 현재 검출된 전압을 표시하여주고, 주위상태에 따른 마이크로프로세서의 자기 고장진단을 체크하여 올바른 조건하에서 정상동작을 할 뿐 아니라 탭 절환에 의한 정정치의 변환을 키이 스위치에 의한 사용자의 세팅으로 임의로 조작할 수 있는 특징이 있다.As described in detail above, the present invention uses the microprocessor to drive the pre-alarm relay driving unit and the display unit when the AC power is below or above the corrected value to generate an alarm sound and to display the currently detected voltage. In addition, it is possible to check the self-diagnosis of the microprocessor according to the surrounding conditions and to perform normal operation under the correct conditions, and to arbitrarily manipulate the user's setting by the key switch.

Claims

In the overvoltage relay, a power detector PT1 for detecting an input AC power, a rectifier 1 for converting an AC voltage detected from the power detector PT1 into a DC voltage, and a direct current of the rectifier 1 A low pass filter 17 for filtering voltage, a sample and dred portion 2 for sampling and holding the DC voltage of the low pass filter 17, and an analog signal outputted from the sample and dred portion 2 And a microprocessor (4) for controlling the whole system according to the key signal of the setting key switch unit (5) and the output signal of the analog / digital converter (3). And a latch unit 11 for latching output data of the microprocessor 4, a data RAM 12 for storing output data of the microprocessor 4 and the latch unit 11, and the microprocessor ( 4) and output day of data RAM 12 A latch unit 13 for latching the latch; a LED driver 6 for switching various states according to the output level of the latch unit 13; and a decoder unit for decoding the output data of the microprocessor 4; 15) a display unit 7 which is driven by an output signal of the decoder unit 15 to display a detected voltage and is driven by an output signal of the decoder unit 15 which displays a detected voltage; Fault check unit 8 for inputting the output data of 4) through the mono-multi 16 to check self-diagnosis, and trip relay drive unit driven according to the output level of the latch unit 13 to block the output contact point. (9) and a pre-alarm relay driver (10) for driving a warning according to the output level of the latch unit (13) to warn of a tripped state.