DE4137204A1 - Anordnung zur ueberwachung von wechselstromschaltern - Google Patents
Anordnung zur ueberwachung von wechselstromschalternInfo
- Publication number
- DE4137204A1 DE4137204A1 DE4137204A DE4137204A DE4137204A1 DE 4137204 A1 DE4137204 A1 DE 4137204A1 DE 4137204 A DE4137204 A DE 4137204A DE 4137204 A DE4137204 A DE 4137204A DE 4137204 A1 DE4137204 A1 DE 4137204A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- input
- voltage detector
- output
- ref
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
- F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
- H01H9/167—Circuits for remote indication
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
- H02J13/00007—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission
- H02J13/0001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission using modification of a parameter of the network power signal
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
- H02J13/00036—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/20—Opto-coupler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2227/00—Ignition or checking
- F23N2227/12—Burner simulation or checking
- F23N2227/16—Checking components, e.g. electronic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2231/00—Fail safe
- F23N2231/10—Fail safe for component failures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
- Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
- Y04S40/121—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using the power network as support for the transmission
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung
von Wechselstromschaltern der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art.
Solche Anordnungen eignen sich beispielsweise zur Überwachung
von Schaltern für Stellglieder wie Brennstoffventile und
Lüftungsklappen.
Anordnungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art
sind aus der DE-PS 30 44 047 C2 und aus der DE-PS 30 41 521 C2
bekannt. In diesen beiden Anordnungen ist ein Mikroprozessor
entsprechend programmiert, eine Anzahl Prüfungen dahingehend
durchzuführen, ob ein System mit geschalteten Verbrauchern
tatsächlich in der richtigen Weise eine Einschaltphase
durchläuft. Dazu werden vom Mikroprozessor Signale eingelesen
und mit Sollwerten verglichen. Bei einem fehlerhaften
Verbraucherzustand schaltet der Mikroprozessor die Verbraucher
ab. Die Signale werden von Trennverstärkerschaltungen geliefert,
die mit Spannungen gespeist werden, welche an den geschalteten
Verbrauchern anliegen.
In den Trennverstärkerschaltungen werden beispielsweise
Optokoppler als Trennelemente zur galvanischen Trennung des
überwachten Systems vom Mikroprozessor eingesetzt. Die einzelnen
Trennverstärkerschaltungen liefern je ein binäres Signal,
welches einem Zustand - eingeschaltet oder ausgeschaltet - des
entsprechenden Verbrauchers entspricht.
Optokoppleranwendungen dieser Art sind aus der Fachliteratur
bekannt (TI-Opto-Kochbuch von 1975, ISBN 3-88078-000-5).
Den Trennelementen haftet allerdings der Nachteil an, daß sie
nicht fehlersicher sind und daher in sicherheitstechnisch
kritischen Anwendungsfällen auch in einem aktiven Betriebs
zustand auf eine Signalvortäuschung überprüft werden müssen.
Eine solche, in der beschriebenen Anwendung notwendige
Überprüfung wird zweckmäßigerweise im Bereich des Null
durchgangs einer zu überwachenden Wechselspannung vorgenommen,
während eine Abfrage der Wechselspannung mit einem
größtmöglichen Störspannungsabstand im Bereich des Maximums der
Wechselspannung erfolgen muß.
Um ungewollte Sicherheitsabschaltungen infolge kurzer
Störsignale zu vermeiden, muß ein Abfrage-Zeitfenster möglichst
groß gewählt werden, andererseits muß die überwachte Wechsel
spannung innerhalb des Abfrage-Zeitfensters anstehen. Die
maximal mögliche Länge des Abfrage-Zeitfensters wird durch die
Toleranzbereiche der Amplitude und der Frequenz der überwachten
Wechselspannung sowie durch den Übertragungsfaktor der
Trennelemente bestimmt. Bei der Verwendung eines Optokopplers
als Trennelement ist aufgrund von Fertigungstoleranzen und
Alterungseinflüssen mit einem Wertebereich des Übertragungs
faktors von x bis 6x zu rechnen, d. h. die Schaltschwelle eines
empfindlichen Exemplars im Neuzustand kann sechsmal tiefer
liegen als diejenige eines unempfindlichen Exemplars nach
längerer Betriebszeit; damit ist beim zeitlichen Verhalten des
Ausgangssignals am Optokoppler mit einem großen Toleranzbereich
und mit einer Langzeitinstabilität zu rechnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur
Überwachung von Wechselstromschaltern zu schaffen, die in einem
großen Frequenzbereich und in einem großen Spannungsbereich
zuverlässig arbeitet.
Die Erfindung besteht in den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung zur Überwachung von Wechsel
stromschaltern,
Fig. 2 ein Signal an einem überwachten Schalter,
Fig. 3 einen Wechselspannungsdetektor mit einem
Zeitgeber,
Fig. 4 den prinzipiellen Verlauf der Signale des
Zeitgebers,
Fig. 5 eine digitale Variante des Zeitgebers und
Fig. 6 einen durch Optokoppler galvanisch
getrennten Eingang für die Istinformation
des Wechselspannungsdetektors.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Wechselspannungsdetektor und 2
eine Auswerteeinheit. Der Wechselspanungsdetektor 1 weist einen
ersten Eingang 3 für einen Abfragetakt C, einen zweiten Eingang
4 für eine Referenzgröße Ref, mindestens einen weiteren Eingang
5 bzw. 6 für eine Istinformation IIst1 bzw. IIst2 und einen zur
Auswerteeinheit 2 führenden Ausgang 7 für eine gefilterte
Istinformation IM auf. Die Auswerteeinheit 2 besitzt einen
zusätzlichen Eingang 8 mit einer Sollinformation Isoll und einen
Ausgang 9 für ein Schalterzustandssignal Z.
Der Wechselspannungsdetektor 1 und die Auswerteeinheit 2 bilden
zusammen eine Anordnung 10 zur Überwachung mindestens eines
Wechselstromschalters. Es ist möglich, die Anordnung 10 derart
auszubauen, daß beispielsweise zweiunddreißig Wechselstrom
schalter überwacht werden können. Der Ausgang eines ersten
Wechselstromschalters 11, der einen Verbraucher 12 an eine
zwischen einer Phase P und einem Nullpunkt G liegenden Netz
spannung UPG schaltet, ist mit dem Eingang 5 verbunden, während
der Ausgang eines zweiten Wechselstromschalters 13, über den ein
weiterer Verbraucher 14 durch die Netzspannung UPG gespeist
ist, am Eingang 6 angeschlossen ist. Als Referenzgröße Ref für
die Messung der netzsynchronen Istinformation IIst1 bzw. IIst2
dient die Netzspannung UPG, deshalb ist der Eingang 4 an die
Phase P gelegt. Der Wechselspannungsdetektor 1 ist nach den
Eingängen 4, 5 und 6 galvanisch von der Netzspannung UPG
getrennt. Zur galvanischen Trennung der drei Eingänge 4, 5 und 6
werden vorzugsweise Optokoppler eingesetzt; es sind aber auch
andere geeignete Elemente verwendbar.
Auf einen Abfragetakt C hin, der beispielsweise in der Auswerte
einheit (2) generiert wird, werden die Stellungen der Wechsel
stromschalter 11 und 13 mittels der sinusförmigen
Istinformationen IIst1 und IIst2 vom Wechselspannungsdetektor 1
über eine Periode der Referenzgröße Ref vorteilhaft jeweils
mehrmals bei einer positiven und bei einer negativen Halbwelle
sowie im Nulldurchgang erfaßt. Dadurch, daß die
Istinformationen IIst1 und IIst2 mehrmals erfaßt werden und nur
eine entsprechende Mehrheit der jeweils bei der positiven und
bei der negativen Halbwelle sowie im Nulldurchgang erfaßten
Werte die gefilterte Istinformation IM bilden, können
kurzzeitige Störungen schon im Wechselspannungsdetektor 1
weitgehend unterdrückt werden.
In der Auswerteeinheit 2 wird die gefilterte Istinformation IM
mit der durch den aktuellen Zustand einer überwachten Anlage
bedingten Sollinformation Isoll, welche für jeden überwachten
Wechselstromschalter 11 bzw. 13 einen Sollzustand - offen oder
geschlossen - enthält, verglichen und danach das Schalter
zustandssignal Z gebildet. Das Schalterzustandssignal Z enthält
mindestens eine Informationseinheit mit einer Aussage - Fehler
oder kein Fehler - gesamthaft für alle vorkommenden Wechsel
stromschalter 11 und 13. Werden bei der Bildung des Schalter
zustandssignals Z die in mindestens einem vorangegangenen
Auswertezyklus erfaßten Werte für die gefilterte Istinformation
IM mitberücksichtigt, steigt die Zuverlässigkeit des Schalter
zustandssignals Z.
In den Fig. 2a und 2b ist ein Signal eines überwachten Schalters
- die von den Wechselstromschaltern 11 und 13 geschaltete
Netzspannung UPG - mit je einem oberen und je einem unteren
Toleranzgrenzwert für die Amplitude und die Frequenz
dargestellt. Beispielsweise gelten die beiden Toleranzgrenzwerte
der Amplitude mit 70% und mit 120% des Nennwertes der
Netzspannung UPG und die beiden Toleranzgrenzwerte der Frequenz
mit 80% (Fig. 2a) und mit 130% (Fig. 2b) des
Nennwertes fN der Frequenz der Netzspannung UPG.
Da die Istinformation IIst1 bzw. IIst2 vor der Erfassung im
Wechselspannungsdetektor 1 durch ein galvanisches Trennelement,
beispielsweise durch einen nicht fehlersicheren Optokoppler,
übertragen wird, ist es zweckmäßig, zusätzlich mit dem Wechsel
stromschalter 11 bzw. 13 auch das entsprechende Trennelement zu
überprüfen. Das Trennelement wird vorteilhaft im Bereich des
Nulldurchgangs der Netzspannung UPG - in einem Prüffenster FAus
- auf eine Signalvortäuschung überprüft, während die Prüfung der
Istinformation IIst1 bzw. IIst2 sicher im Bereich des
betraglichen Maximums der Netzspannung UPG - in einem weiteren
Prüffenster FEin - erfolgt. Ein vom Wechselspannungsdetektor 1
benutztes zeitliches Abfragefenster A zur Erfassung der
Istinformation IIst1 bzw. IIst2 muß innerhalb des möglichen
Prüffensters FEin liegen.
Die Startzeit tAO des Abfragefensters A liegt mit zunehmender
Frequenz der Netzspannung näher bei einem vorangehenden Null
durchgang der Netzspannung, so daß die Istinformation IIst1
bzw. IIst2 in einem großen Frequenzbereich und in einem großen
Spannungsbereich sicher erfaßbar ist. Die Startzeit tAO wird
vom Wechselspannungsdetektor 1 frequenzabhängig generiert.
Die Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Wechselspannungs
detektors 1 aus einem Zeitgeber 15 und einer Abfrageinheit 16.
Der Eingang 4 des Wechselspannungsdetektors 1 führt im Zeitgeber
15 auf einen ersten Schwellenschalter 17 für die positiven
Halbwellen der Referenzgröße Ref und auf einen zweiten
Schwellenschalter 18 für die negativen Halbwellen der Referenzgröße
Ref. Der Ausgang des Schwellenschalter 17 mit einem
Signal HP führt einerseits auf einen Eingang der Abfrageeinheit
16 und andererseits auf einen ersten Eingang eines Oder-Gatters
19, während der Ausgang des Schwellenschalters 18 mit einem
Signal HN auf einen weiteren Eingang der Abfrageeinheit 16 und
zusätzlich auf den zweiten Eingang des Oder-Gatters 19 führt,
dessen Ausgang mit einem Signal H mit dem Eingang einer
bipolaren Stromquelle 20 verbunden ist. Der Ausgang der Strom
quelle 20 mit einem Signal I ist am Eingang eines Integrators 21
angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Signal U zu einem
dritten Schwellenschalter 22 führt, der einen Schaltpegel nahe
Null hat und dessen Ausgang für ein Signal FT mit einem weiteren
Eingang der Abfrageeinheit 16 verbunden ist.
Die Eingänge 3, 5 und 6 des Wechselspannungsdetektors 1 sowie
auch dessen Ausgang 7 sind mit den gleich gekennzeichneten
Anschlüssen der Abfrageeinheit 16 identisch.
Die beiden Schwellenschalter 17 und 18 trennen den Zeitgeber 15
galvanisch z. B. durch je einen Optokoppler von der Netzspannung
UPG. Zudem generiert der Schwellenschalter 17 das in der Fig. 4
dargestellte binäre Signal HP, welches das Vorhandensein einer
positiven Netzhalbwelle anzeigt, während der Schwellen
schalter 18 das binäre Signal HN bildet, das eine negative
Netzhalbwelle nachweist. Aus den Signalen HP und HN bildet das
Oder-Gatter 19 das binäre Signal H, welches die Nulldurchgänge
der Netzspannung UPG mit H="0" signalisiert. Das Signal H
steuert die bipolare Stromquelle 20 derart, daß ein in zwei
Abschnitten konstanter Strom I den Integrator 21 beispielsweise
einerseits in Zeitabschnitten mit H="0" positiv und andererseits
in Zeitabschnitten mit H="1" negativ konstant speist. Der
Integrator 21 liefert an seinem Ausgang ein im wesentlichen
dreieckförmiges, periodisches Signal U mit einer durch den
positiven Abschnitt des Stromes I verursachten positiven Rampe
und einer anschließenden negativen Rampe, die durch den
negativen Abschnitt des Stromes I generiert wird. Das Signal U
bewirkt am Ausgang des nachgeschalteten Schwellenschalters 22
ein binäres, rechteckförmiges Signal FT, dessen Frequenz den
doppelten Wert der Frequenz der Netzspannung UPG aufweist und
dessen Impulsbreite von den beiden Beträgen des Stromes I
abhängig ist. Wird im positiven Abschnitt des Stromes I dessen
Betrag erhöht, wird damit der Scheitelwert des Signals U größer
und danach die Zeitdauer der negative Rampe des Signals U bei
gleicher Steilheit länger. Die Zeitdauer der negativen Rampe des
Signals U vergrößert sich auch dann, wenn der Betrag des
Stromes I in seinem negativen Abschnitt verkleinert wird; in
diesem Fall nimmt die Steilheit der negativen Rampe
betragsmäßig ab. Wird also mindestens einer der beiden Beträge
des Stromes I verändert, so verändert sich mit dem Signal U auch
die Impulsbreite des Signals FT; im wesentlichen ist der
Zeitpunkt der negativen Flanke des Signals FT vom Strom I
abhängig. Es ist auch möglich, die Impulsbreite des Signals FT
zusätzlich über die Schaltschwelle des Schwellenschalters 22 zu
verändern.
Das Signal FT kann auch auf andere Art z. B. digital erzeugt
werden. In diesem Fall entfallen bekannte Nachteile der analogen
Schaltungen wie beispielsweise eine von verschiedenen Parametern
beeinflußte fehlerhafte Abweichung der Ausgangsspannung bei
Integratoren.
In einer in Fig. 5 gezeichneten Variante des Zeitgebers 15′ sind
die bipolare Stromquelle 20, der Integrator 21 und der
Schwellenschalter 22 durch eine digitale Schaltung aus einem
Oszillator 120, einem mehrstufigen Zähler 121 mit umschaltbarer
Zählrichtung und einem Logikblock 122 ersetzt. Der Zähler 121
hat einen Takt-Eingang, der mit dem Ausgang des Oszillators 120
verbunden ist und einen Steuer-Eingang, an dem der Ausgang des
Oder-Gatters 19 angeschlossen ist. Mehrere Eingänge des Logik
blocks 122, der an seinem Ausgang das Signal FT generiert, sind
mit Ausgängen des Zählers 121 verbunden. Das Ausgangssignal H
des Oder-Gatters 19 steuert die Zählrichtung des Zählers 121,
mit dem der konstante Ausgangspuls des Oszillators 120 zählbar
ist. Der Zähler 121 ist so gebaut, daß er nach jeder negativen
Flanke von H (Fig. 4) bei H="0" von null an synchron mit der
Pulsfrequenz des Oszillators 120 in positiver Richtung zählt und
nach der positiven Flanke von H solange mit derselben Zähl
frequenz zurückzählt, bis er den Wert Null wieder erreicht. Die
Zähldauer, also die Zeit, während der der Zählwert des Zähler
121 nicht null ist, kann durch die Pulsfrequenz des Oszillators
120 und die Schrittweite des Zählers 121, die in beiden
Zählrichtungen unterschiedlich sein kann, beeinflußt werden.
Der Logikblock 122 generiert für das Signal FT den Wert "1",
wenn der Zahlwert des Zählers 121 größer als null ist, und den
Wert "0", wenn der Zählwert null ist. Das Signal FT weist somit
eine negative Flanke auf, die in weiten Grenzen zeitlich
verschiebbar ist.
Mit zunehmender Frequenz der Referenzgröße Ref erscheint die
negative Flanke des Signals FT näher beim vorangehenden Null
durchgang der Referenzgröße Ref, da deren Flankensteilheit
größer wird, während die Schaltschwellen der Schwellenschalter
17 und 18 konstant sind. Das Signal FT hat genau die doppelte
Frequenz der Referenzgröße Ref. Die negative Flanke des Signals
FT dient zur frequenzabhängigen Bestimmung der auf einen
vorangehenden Nulldurchgang bezogenen Startzeit tAO in der
positiven Halbwelle bzw. tAO′ in der negativen Halbwelle des
Abfragefensters A in der Abfrageeinheit 16 (Fig. 3). Dadurch,
daß die negative Flanke des Signals FT in weiten Grenzen
verschiebbar ist, kann die Startzeit tAO bzw. tAO′, und damit das
Abfragefenster A innerhalb der Halbwelle optimal
- beispielsweise in der Mitte der Halbwelle - positioniert
werden, so daß die Istinformation IIst1 bzw. IIst2 zuverlässig
erfaßt werden kann.
Durch die Länge des Abfragefenster A ergibt sich auch die
notwendige Länge des Prüffensters FEin (Fig. 2a) währenddem die
Istinformation IIst1 bzw. IIst2 am Eingang 5 bzw. 6 verfügbar
ist; das Prüffenster FEin muß zumindest das Abfragefenster A
überdecken. Die Optokopplerkreise an den Eingängen 5 und 6 der
Abfrageeinheit 16 werden dafür in bekannter Weise dimensioniert.
In der Abfrageeinheit 16 werden auf den Abfragetakt C hin die
Stellungen der Wechselstromschalter 11 und 13 über die
Istinformationen IIst1 und IIst2 innerhalb je eines Abfrage
fensters A bei einer positiven und bei einer negativen Halb
welle in bekannter Weise eingelesen und abgespeichert. Um
kurzzeitige Störungen zu unterdrücken, erfolgt diese Erfassung
der Istinformationen IIst1 und IIst2 vorteilhaft mehrmals bei
HP="1" und auch mehrmals bei HN="1".
Bei HP="0" und HP="0", was einem Bereich des Nulldurchgangs
entspricht, werden durch eine weitere Erfassung der
Istinformationen IIst1 und IIst2 die Trennelemente auf eine
Signalvortäuschung überprüft. Aufgrund dieser Überprüfung ist es
möglich, ein Fehlersignal F zu generieren, das den Zustand - gut
oder defekt - von jedem Trennelement enthält und welches über
einen zusätzlichen Ausgang 23 an die Auswerteeinheit 2
weitergegeben werden kann (Fig. 1).
Die Fig. 6 zeigt als ein Beispiel für einen Schaltungsaufbau der
beiden Eingänge 5 und 6 den durch Optokoppler galvanisch
getrennten Eingang 5 der Abfrageeinheit 16 (Fig. 3) bzw. des
Wechselspannungsdetektors 1 (Fig. 1) für die Istinformation
IIst1. Ein Widerstand 24 und ein zu diesem in Reihe geschalteter
Kondensator 25 bilden einen Tiefpaß 26, an dessen Ausgang
parallel zum Kondensator 25 der Eingangskreis eines Optokopplers
27 geschaltet ist, dessen Ausgangskreis ein von der
Istinformation IIst1 abhängiges, jedoch von dessen Potential
getrenntes Signal IIst1′ generiert. Der Tiefpaß 26 mit dem
Kondensator 25 hat gegenüber einem ohmschen Spannungsteiler
mehrere Vorteile: einerseits werden kurze Störimpulse - bzw.
Störungen mit hochfrequenten Oberwellen - durch den Kondensator
25 kurzgeschlossen und anderseits wird eine über eine parasitäre
Leitungskapazität 28 bzw. 29 eingekoppelte Fehlspannung mit
einer minimalen Verlustleistung wirksam hinuntergeteilt, so daß
sich für die Anordnung eine weit höhere Verträglichkeit für die
zwischen dem Anschluß der Phase P und dem Eingang 5 bzw. 6
wirkende Leitungskapazität 28 bzw. 29 oder eine dafür
verantwortliche, nicht ideale Leitungsführung zwischen dem
Verbraucher 12 bzw. 14, dem Wechselstromschalter 11 bzw. 13 und
dem Eingang 5 bzw. 6 ergibt. Ein weiterer Vorteil des Tiefpasses
26 besteht darin, daß der Wechselstromschalter 11 bzw. 13 ohne
zusätzliche Verlustleistung mit dem Umladestrom des Kondensators
25 belastet wird. Dadurch schaltet der Wechselstromschalter 11
bzw. 13 vor allem dann zuverlässiger, wenn der Verbraucher 12
bzw. 14 hochohmig ist.
Claims (8)
1. Anordnung aus einem Wechselspannungsdetektor (1) und einer
Auswerteeinheit (2) zur Überwachung von Wechselstromschaltern
(11; 13), wobei der Wechselspannungsdetektor (1) einen ersten
Eingang (3) für einen Abfragetakt (C), mindestens einen weiteren
Eingang (5; 6) für eine Istinformation (IIst1; IIst2) und einen
zur Auswerteeinheit (2) führenden Ausgang (7) für eine
gefilterte Istinformation (IM) aufweist und wobei die Auswerte
einheit (2) einen zusätzlichen Eingang (8) mit einer Soll
information (Isoll) und einen Ausgang (9) für ein Schalter
zustandssignal (Z) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wechselspannungsdetektor (1) einen Referenzeingang (4) für eine
Referenzgröße (Ref) aufweist und daß eine Startzeit (tAO;
tAO′) für ein Abfragefenster (A) zur Abfrage der Istinformation
(IIst1, IIst2) im Wechselspannungsdetektor (1) auf einen Null
durchgang der Referenzgröße (Ref) bezogen und mit zunehmender
Frequenz der Referenzgröße (Ref) näher beim Nulldurchgang ist,
so daß mit dem Abfragefenster (A) die Istinformation (IIst1;
IIst2) frequenzunabhängig erfaßbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wechselspannungsdetektor (1) einen Zeitgeber (15) enthält, mit
dem die Startzeit (tAO) für das Abfragefenster (A) aus der
Referenzgröße (Ref) frequenzabhängig generierbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zeitgeber (15) einen ersten Schwellenschalter (17) für die
positiven Halbwellen der Referenzgröße (Ref) und einen zweiten
Schwellenschalter (18) für die negativen Halbwellen der
Referenzgröße (Ref) aufweist, daß die Ausgänge der beiden
Schwellenschalter (17; 18) auf ein Oder-Gatter (19) geführt
sind, dessen Ausgang mit dem Eingang einer bipolaren Stromquelle
(20) mit einem nachgeschalteten Integrator (21) verbunden ist,
dessen Ausgang zum Eingang eines dritten Schwellenschalters (22)
führt, dessen Ausgangssignal (FT) eine Flanke zur Bestimmung der
Startzeit (tAO) des Abfragefensters (A) aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zeitgeber (15) einen ersten Schwellenschalter (17) für die
positiven Halbwellen der Referenzgröße (Ref) und einen zweiten
Schwellenschalter (18) für die negativen Halbwellen der
Referenzgröße (Ref) aufweist, daß die Ausgänge der beiden
Schwellenschalter (17; 18) auf ein Oder-Gatter (19) geführt
sind, dessen Ausgang mit einem Steuer-Eingang eines mehrstufigen
Zählers (121) mit umschaltbarer Zählrichtung verbunden ist, der
einen Takt-Eingang und mehrere Ausgänge aufweist, wobei der
Takt-Eingang mit dem Ausgang eines Oszillators (120) verbunden
ist und die Ausgänge zu Eingängen eines Logikblocks (122)
führen, dessen Ausgangssignal (FT) eine Flanke zur Bestimmung
der Startzeit (tAO) des Abfragefensters (A) aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Eingang (5 bzw. 6) des Wechsel
spannungsdetektors (1) galvanisch getrennt ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Eingang (5 bzw. 6) des Wechsel
spannungsdetektors (1) durch je einen Optokoppler (27)
galvanisch getrennt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Eingangskreis des Optokopplers (27) parallel zu einem
Kondensator (25) liegt, der mit einem zu ihm in Reihe
geschalteten Widerstand (24) einen Tiefpaß (26) für die
Istinformation (IIst1) bildet.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wechselspannungsdetektor (1) einen weiteren, zur
Auswerteeinheit (2) führenden Ausgang (23) für ein Fehlersignal
(F) aufweist, das den Zustand - gut oder defekt - aller
Optokoppler (27) an den Eingängen (5; 6) des Wechselspannungs
detektors (1) enthält.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH3148/91A CH682608A5 (de) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | Anordnung zur Ueberwachung von Wechselstromschaltern. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4137204A1 true DE4137204A1 (de) | 1993-04-29 |
DE4137204C2 DE4137204C2 (de) | 1994-06-23 |
Family
ID=4249654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4137204A Expired - Fee Related DE4137204C2 (de) | 1991-10-28 | 1991-11-12 | Anordnung zur Überwachung von Wechselstromschaltern |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH682608A5 (de) |
DE (1) | DE4137204C2 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0660042A1 (de) * | 1993-12-24 | 1995-06-28 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Schaltungsanordnung zur Kopplung von spannungsführenden Leitungen mit einem Mikroprozessor |
WO1995028760A1 (de) * | 1994-04-19 | 1995-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum energiearmen abfragen von binären zuständen über lange leitungen |
US5497380A (en) * | 1993-12-24 | 1996-03-05 | Landis & Gyr Technology Innovation Ag | Control device for the actuation of switchgears |
US5629879A (en) * | 1993-12-24 | 1997-05-13 | Landis & Gyr Technology Innovation Ag | Control device for the actuation of switchgears according to a time program |
EP0920038A1 (de) | 1997-11-25 | 1999-06-02 | Electrowatt Technology Innovation AG | Schaltung zur Überwachung eines Wechselstromschalters |
DE19800275A1 (de) * | 1998-01-07 | 1999-07-15 | Bbr Baudis Bergmann Roesch Ver | Detektionsanordnung für eine Schalteinrichtung |
WO2004081451A1 (de) * | 2003-03-13 | 2004-09-23 | Windhager Zentralheizung Ag | Verfahren und vorrichtung zur überprüfung der zündfunktion einer hochspannungszündung |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2412205A1 (fr) * | 1977-12-19 | 1979-07-13 | Ibm | Generateur d'impulsions d'horloge a commande selective de retard et de largeur des impulsions |
FR2477341A1 (fr) * | 1980-02-28 | 1981-09-04 | Inoue Japax Res | Generateur d'impulsions, en particulier pour machines d'usinage a decharges electriques |
DE2715978C3 (de) * | 1977-04-09 | 1981-11-26 | Signalbau Huber-Designa GmbH, 8000 München und 2300 Kiel | Detektoranordnung zur Überwachung von Wechselspannung schaltenden Halbleiterschaltern für Vollwellenbetrieb |
DE3001940C2 (de) * | 1980-01-21 | 1983-01-27 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Anordnung zur Ermittlung der Schaltstellung eines Schalters und zur Überwachung der zugehörigen Leitung auf Kurzschluß und Unterbrechung |
CH647361A5 (de) * | 1979-10-12 | 1985-01-15 | Zellweger Uster Ag | Verfahren und vorrichtung zur signalerkennung bei einem fernsteuersystem mit beeinflussung des nulldurchganges der netzwechselspannung. |
DE3502909A1 (de) * | 1984-07-25 | 1986-01-30 | Burr-Brown Corp., Tucson, Ariz. | Univibrator-schaltung |
SU1259414A1 (ru) * | 1985-02-04 | 1986-09-23 | Белорусский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Устройство дл автоматического регулировани электрической нагрузки |
DE3044047C2 (de) * | 1979-11-26 | 1990-07-19 | Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us | |
DE3041521C2 (de) * | 1979-11-09 | 1990-08-09 | Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us |
-
1991
- 1991-10-28 CH CH3148/91A patent/CH682608A5/de not_active IP Right Cessation
- 1991-11-12 DE DE4137204A patent/DE4137204C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2715978C3 (de) * | 1977-04-09 | 1981-11-26 | Signalbau Huber-Designa GmbH, 8000 München und 2300 Kiel | Detektoranordnung zur Überwachung von Wechselspannung schaltenden Halbleiterschaltern für Vollwellenbetrieb |
FR2412205A1 (fr) * | 1977-12-19 | 1979-07-13 | Ibm | Generateur d'impulsions d'horloge a commande selective de retard et de largeur des impulsions |
CH647361A5 (de) * | 1979-10-12 | 1985-01-15 | Zellweger Uster Ag | Verfahren und vorrichtung zur signalerkennung bei einem fernsteuersystem mit beeinflussung des nulldurchganges der netzwechselspannung. |
DE3041521C2 (de) * | 1979-11-09 | 1990-08-09 | Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us | |
DE3044047C2 (de) * | 1979-11-26 | 1990-07-19 | Honeywell Inc., Minneapolis, Minn., Us | |
DE3001940C2 (de) * | 1980-01-21 | 1983-01-27 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Anordnung zur Ermittlung der Schaltstellung eines Schalters und zur Überwachung der zugehörigen Leitung auf Kurzschluß und Unterbrechung |
FR2477341A1 (fr) * | 1980-02-28 | 1981-09-04 | Inoue Japax Res | Generateur d'impulsions, en particulier pour machines d'usinage a decharges electriques |
DE3502909A1 (de) * | 1984-07-25 | 1986-01-30 | Burr-Brown Corp., Tucson, Ariz. | Univibrator-schaltung |
SU1259414A1 (ru) * | 1985-02-04 | 1986-09-23 | Белорусский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Устройство дл автоматического регулировани электрической нагрузки |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0660042A1 (de) * | 1993-12-24 | 1995-06-28 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Schaltungsanordnung zur Kopplung von spannungsführenden Leitungen mit einem Mikroprozessor |
US5497380A (en) * | 1993-12-24 | 1996-03-05 | Landis & Gyr Technology Innovation Ag | Control device for the actuation of switchgears |
US5629879A (en) * | 1993-12-24 | 1997-05-13 | Landis & Gyr Technology Innovation Ag | Control device for the actuation of switchgears according to a time program |
WO1995028760A1 (de) * | 1994-04-19 | 1995-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum energiearmen abfragen von binären zuständen über lange leitungen |
AU687187B2 (en) * | 1994-04-19 | 1998-02-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for the low-energy interrogation of binary states over long lines |
EP0920038A1 (de) | 1997-11-25 | 1999-06-02 | Electrowatt Technology Innovation AG | Schaltung zur Überwachung eines Wechselstromschalters |
US6486647B1 (en) | 1997-11-25 | 2002-11-26 | Siemens Building Technologies Ag | Circuit for monitoring an alternative current power switch |
DE19800275A1 (de) * | 1998-01-07 | 1999-07-15 | Bbr Baudis Bergmann Roesch Ver | Detektionsanordnung für eine Schalteinrichtung |
DE19800275C2 (de) * | 1998-01-07 | 2000-06-15 | Bbr Baudis Bergmann Roesch Ver | Detektionsanordnung für eine Schalteinrichtung |
WO2004081451A1 (de) * | 2003-03-13 | 2004-09-23 | Windhager Zentralheizung Ag | Verfahren und vorrichtung zur überprüfung der zündfunktion einer hochspannungszündung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4137204C2 (de) | 1994-06-23 |
CH682608A5 (de) | 1993-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69023205T2 (de) | Schaltanordnung. | |
DE68909164T2 (de) | Stromversorgungsgerät. | |
DE2430652C3 (de) | Analog-Digital-Wandler | |
EP0014833B1 (de) | Schaltungsanordnung zur Regelung der Ausgangsspannung eines Eintakt-Durchflussumrichters | |
DE2112065C2 (de) | Differentialrelais zur Überwachung einer Wechselstromleitung gegen Erdschlüsse | |
DE4137204C2 (de) | Anordnung zur Überwachung von Wechselstromschaltern | |
DE3779749T2 (de) | Schaltung zum messen des die primaerwicklung des ausgangstransformators eines wechselrichters durch fliessenden gleichstromanteiles. | |
EP0935758B1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zur überwachung eines definierten amplitudenschwellenwertes wechselspannungsförmiger signale | |
EP0415490B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Speisen einer Last | |
WO1997037425A1 (de) | Anschlags- und blockiererkennung bei einem schrittmotor | |
CH639151A5 (de) | Elektrische kettfadenwaechtervorrichtung an einer webmaschine. | |
DE69704079T2 (de) | Statisches relais mit zustandserkennung | |
DE1952796B2 (de) | Schaltungsanordnung zur Stabilisierung einer schwankenden Eingangswechselspannung | |
DE68909151T2 (de) | Differentialschutz. | |
EP0014938A1 (de) | Verfahren zur Überwachung von Leiterströmen auf einen Fehlerstrom und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE3635789A1 (de) | Schaltung zur feststellung einer abnormalen bedingung fuer einen sperrwandler | |
DE3143622C2 (de) | ||
DE2530350C3 (de) | Speiseschaltung für Fernsehgeräte | |
DE4217694A1 (de) | Anordnung zur Auswertung von zwei zu einem Überwachungskreis gehörenden Spannungen | |
DE69317231T2 (de) | Komparatorvorrichtung mit Eigensicherheit insbesondere für opto-elektronische Schranken | |
DE2822562C2 (de) | Anordnung zur Erfassung von Störungen bei Stromrichtern | |
DE19800275C2 (de) | Detektionsanordnung für eine Schalteinrichtung | |
EP4111216A1 (de) | Schaltgerät für ein gleichspannungsnetz und betriebsverfahren für das schaltgerät | |
DE1638074C (de) | Kippstufe mit dynamischem Eingang | |
DE2808618B1 (de) | UEberwachungsschaltung fuer Stromversorgungsgeraete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |