KR960016009B1 - 디지탈 계전기 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

디지탈 계전기

제1도는 본 발명의 회로 블럭 구성도.

제2도는 제1도의 구체적인 실시예의 상세 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정전류부 2 : 절대/가산 회로부

3 : 증폭부 4 : 7세그먼트 표시부

5 : 교류/직류 변환부 6 : 아날로그 스위칭부

7 : 수동/자동 리세트전환부 8 : 전원부

S₁∼S₃: 홀자기센서 Ry₁:보조 계전기(Relay)

SG₁∼SG₄: 7세그먼트 표시기 AS₁,AS₂: 아날로그 스위치

FF₁: 플립플롭회로 Q₁∼Q₅: 트랜지스터

LED₁: 발광 소자 R_s: 세트 스위치.

본 발명은 디지탈 계전기(Digital Relay)에 관한 것으로 특히 과전류, 과전압, 부족전압, 쇼크전류 계전기로 사용할 수가 있는 동시에 수동/자동 리세트 및 동작시간, 지연시간 기능을 구비한 디지탈 계전기에 관한 것이다.

종래의 계전기는 통상의 변류기(Current Transfermer)를 사용하여 전류를 감지한 후 이를 아날로그 표시기를 통해 육안으로 수치를 판단하는 것이었으나, 이는 계측자의 부주의로 인하여 잘못 판독시에는 과전류, 과전압, 부족전압 또는 쇼크전류값을 정확히 파악할 수가 없으므로 이로 인해 고가의 계장설비를 훼손시키게 되는 요인이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래 기술의 문제점을 해소하고자 하여 이루어진 것으로서,7세그먼트 디스플레이 표시부에 의해 운전 실제전압, 전류 및 과전압, 부족전압과 쇼크전류를 스위칭 절환 감지하는 동시에 수동 및 자동 복귀기능을 갖는 디지탈 계전기를 제공코자 함을 그 목적으로 한 것이다.

이와같은 목적달성을 위한 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상술하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 디지탈 계전기의 회로 블럭 구성도를 나타낸 것으로서, 홀자기센서(S₁∼S₃)에 흐르는 전류를 일정하게 유지시키기 위한 정전류부(1)와, 상기 정전류부(1) 출력을 받아 절대값 신호를 출력하는 절대/가산 회로부(2)와, 상기 절대/가산 회로부(2)의 출력을 적절히 증폭하여 후단의 7세그먼트 표시부(4)에 가해주는 증폭부(3)와, 상기 증폭부(3)에서 출력되는 직류 신호를 디지탈신호로 변환하여 설정전류, 설정전압, 운전전압이 스위칭 절환되어 디스플레이 되도록 하는 7세그먼트 표시부(4)와, 교류 입력전압을 분압하여 일정 직류 전압으로 변환하는 교류/직류 변환부(5)와, 설정시간 경과시 출력신호를 반전시켜 아날로그 스위치를 동작시켜 계전기를 구동시키는 아날로그 스위칭부(6)와, 상기 아날로그 스위칭부(6)와 교류/직류 변환부(5)의 출력상태에 따라 수동 및 자동으로 계전기의 동작을 리세트시키는 수동/자동 리세트전환부(7)와, 각 회로부에 안정 직류 전원을 공급하는 전원부(8)를 구비하여 구성된 것이다.

제2도는 본 발명에 의한 디지탈 계전기의 구체적인 실시예의 상세 회로를 나타낸 것으로서, 이를 참조하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정전류부(1)는 돌출형 정전류 회로로서 홀자기센서(S₁∼S₃)에 흐르는 전류량을 일정하게 유지시키게 된다.

즉, 전류(IC) = 제너전압(V_ZD1) /저 항(R₁) 에 의 해 대략 10mA로 설정된다.

관통형 변류기인 홀자기센서(S₁∼S₃)는 4입력단으로 상기한 제어전류인 10mA가 인가되는 측을 입력측으로 하고 2단자를 출력단자로 하여 정전류를 연산증폭기(A₇∼A₉)에 가해주게 된다.

이에 따라 자기트랜스와 홀센서 출력을 연산증폭기(A₇∼A₉)의 비반전(t) 입력단에 입력시키게 된다. 이때 가변저항(VR₁)과 저항(R₁, R₂)값에 의해 대략 20배 정도로 증폭시키게 된다.

이와같이 증폭된 신호는 절대/가산 회로부(2)에 가해지는데 이 경우 정(t)의 반주기에서는 부(-)의 이상 다이오드 충력에 입력신호와 극성이 반전된 출력, 입력신호가 되어 저항(R₇)에 가해지고, 여기서, 저항(R₁₄)/저항(R₁₇)=2로 설정하였으므로 출력은 2배로 나타나지 않고 저항(R₁₄)을 거쳐 입력신호가 그대로 나타나게 된다.

따라서, 부(-)의 반주기 동안에는 이상 다이오드 출력에 신호가 나지 않으므로 입력신호가 그대로 출력되어 절대값이 얻어지게 된다.

여기서, 콘덴서(C₁∼C₃)와 저항(R₁₄∼R₁₆)은 병렬 접속되어 있으므로 직류 성분의 출력이 얻어진다.

상기한 절대/가산 회로부(2)의 출력은 연산증폭기(A₁₆∼A₁₈)의 출력단에 연결된 다이오드(D₁∼D₃)에 의해 정(+)의 반주기 동안에는 다이오드(D₁∼D₃)의 신호보다 높은 전압이 출력되고, 이때 입력신호와 출력신호는 동일하여 다이오드(D₁∼D₃)는 순방향으로 된다.

상기한 연산증폭기(A₁₃∼A₁₅)의 직류 전압을 교류/직류 변환부(5)에 인가하여 스위치(SW₁∼SW₅) 조작에 의해 그 상태를 표시부(4)를 통해 나타내게 되고, 설정전류, 설정전압 및 운전전압이 전환스위치 동작에의해 표시부(4)에 나타나게 된다.

한편, 입력된 직류 전압은 아날로그 스위칭부(6)내의 비반전 증폭기(A₂₇)를 거쳐 교류/직류 변환부(5)에 인가되어 스위치조작에 의해 표시부(4)에 나타나게 된다.

입력된 직류 전압이 증폭기(A₂₇)에서 저항(R₁₇, R₁₈)값에 의해 5∼10배로 증폭된 후 이와같이 증폭된 신호를 비교증폭기(A₃₀)를 거쳐 로우에서 하이신호로 반전시켜 아날로그 스위치(AS₁)에 입력시키게 된다.

한편 다이오드(D₄)를 통해 트랜지스터(Q₄)를 동작시키므로 전류 구동표시 발광 소자인 발광 다이오드(LED₁)를 점등 동작시키게 된다.

이에 따라 설정된 전류보다 5∼10배 이상의 과전류가 흐르게 되면 비교증폭기(A₃₁)의 출력이 로우에서 하이로 반전되어 아날로그 스위치(AS)에 전압이 인가된다.

즉, 자기센서에 전류흐름 여부를 감시하여 만일 전류가 흐르게 되면 비교증폭기(A₂₆)에서 저항(R₁₉, R₂₀)에 의해 증폭된 신호가 비교증폭기(A₂₉)의 비반전(+) 입력단에 인가되므로 그의 출력단에서는 하이신호가 나타나게 된다.

이 경우에, 가변저항(VR₁)에 의해 설정된 시정수값에 의한 시간이 경과되면 비교증폭기(A₃₂)의 출력이 로우에서 하이상태로 반전되므로 아날로그 스위치(AS₁, AS₂)를 동작시키게 된다.

이때 비교증폭기(A₃₁)에서 출력된 신호는 동작시간(Operating Time) 설정치와 관계없이 보조계전기(Ry₁)를 동작시키게 된다.

한편, 비교증폭기(A₃₀)에서 출력된 하이신호를 아날로그 스위치(AS₁)에 가해지는 하이신호와 가변저항(VR₂)과 콘덴서(C₄)에 의한 시정수에 의해 과전류 유입을 일정시간 동안 지연시키게 된다.

한편, 교류/직류 변환부(5)내의 가변저항(VR₃)과 저항(R₁₉)에 의해 분압된 전압을 최대 2V로 분압하여 교류에서 직류 전압으로 변환시켜 부족전압의 설정치보다 작으면 비교증폭기(A₂₄)의 출력이 로우에서 하이상태로 변환되어 플립플롭(FF₁)의 세트단자(S)신호가 로우상태가 되므로 그의 반전출력(Q)에 하이신호가 출력되어 트랜지스터(Q₅)를 도통시켜 보조계전기(Ry₁)를 구동시키게 된다.

한편 수동/자동 리세트 전환부(7)에서는 가변저항(VR₄)과 콘덴서(C₅)에 의한 시정수값에 의해 수동 또는, 자동으로 보조계전기(Ry₁)의 동작을 리세트시키게 되는데, 이때 스위치(SW₁₀)가 온상태에서는 자동 리세트 동작이 이루어지고, 리세트 스위치(RS)가 온상태이면 수동으로 리세트된다.

만일 과전류, 과전입, 쇼크전류 또는 부족전압상태에서는 다이오드(D₄)를 통해 트랜지스터(Q₄)를 도통시켜 발광 다이오드(LED₁)를 구동시키게 된다.

그리고, 전원부(8)는 브리지 다이오드(BD)를 통한 트랜스 제어방식을 채용함으로써 직류±6V(±Vcc)의 안정전압을 각 회로부에 공급한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 관통형 변류기인 홀센서에 전류가 감지되면 그의 2차측에 교류 신호가 출력되어 적절히 증폭된 교류 신호를 직류로 변환하고 이와같이 변환된 신호를 교류/직류 변환기를 통해 디지탈화함으로써 7세그먼트 표시기를 통해 식별이 용이하게 표시할 수가 있을 뿐만 아니라, 절환 스위치의 스위칭 동작에 의해 설정전압 및 설정전류를 표시기를 통해 표시할 수가 있으므로 계전기의 성능향상 및 사용상 편의를 도모할 수가 있는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (3)

1. 홀자기센서(S₁∼S₃)에 흐르는 전류를 일정하게 유지시키기 위한 정전류부(1)와, 상기 정전류부(1) 출력을 받아 절대값 신호를 출력하는 절대/가산 회로부(2)와, 상기 절대/가산 회로부(2)의 출력을 적절히 증폭하여 후단의 7세그먼트 표시부(4)에 가해주는 증폭부(3)와, 상기 증폭부(3)에서 출력되는 직류 신호를 디지탈신호로 변환하여 설정전류, 설정전압, 운전전압이 스위칭 절환되어 디스플레이 되도록 하는 7세그먼트표시부(4)와, 교류 입력전압을 분압하여 일정 직류 전압으로 변환하는 교류/직류 변환부(5)와, 설정시간 경과시 출력신호를 반전시켜 아날로그 스위치를 동작시켜 계전기를 구동시키는 이날로그 스위칭부(6)와, 상기 아날로그 스위칭부(6)와 교류/직류 변환부(5)의 출력상태에 따라 수동 및 자동으로 계전기의 동작을 리세트시키는 수동/자동 리세트 전환부(7)와, 각 회로부에 안정 직류 전원을 공급하는 전원부(8)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 계전기.
2. 제1항에 있어서, 상기 홀자기센서(S₁∼S₃)는 관통형을 사용하여 전류를 안정화시킴을 특징으로 하는 디지탈 계전기.
3. 제1항에 있어서, 상기 수동/자동 리세트 전환부(7)는 스위치(SW₁₀)가 온상태일때 자동 리세트 동작이 이루어지고, 리세트 스위치(RS)가 온상태일때 수동 리세트 동작이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 디지탈 계전기.