CH659732A5 - CIRCUIT BREAKER. - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a circuit breaker according to the preamble of patent claim 1.
In industriellen und kommerziellen Anwendungsgebieten finden Leistungsschalter zum Schützen elektrischer Leitungen und daran angeschlossener Geräte vor Beschädigungen aufgrund zu starker Ströme weit verbreitete Anwendung. Wenngleich Leistungsschalter anfänglich als direkter Ersatz für Sicherungen verwendet wurden, wurde von ihnen nach und nach gefordert, kompliziertere Schutzaufgaben zu erfüllen als diejenige, eine Stromunterbrechung herbeizuführen, wenn der Stromfluss einen bestimmten Pegel überschritt. Es wurden differenzierte Zeit/Strom-Auslösekennlinien gefordert, indem z.B. ein Leistungsschalter bei starken Überlastungen rasch öffnen sollte, bei geringeren Lastströmen jedoch verzögert unterbrechen sollte, wobei die Verzögerungszeit etwa umgekehrt proportional zum Grad der Überlastung war. Weiterhin wurde von Leistungsschaltern gefordert, bei Erfassung von Erdschlussströmen eine Unterbrechung herbeizuführen. Mit dem Ansteigen der Komplexität elektrischer Verteilungschaltungen wurden die Steuerteile von Leistungsschaltern miteinander verbunden, um Selektivität und Koordinierungsmöglichkeiten zu schaffen. Hierdurch hatte der Systemingenieur die Möglichkeit, die Reihenfolge festzulegen, in der die verschiedenen Leistungsschalter unter speziellen Fehlerbedingungen abschalten würden. Circuit breakers for protecting electrical lines and connected devices from damage due to excessive currents are widely used in industrial and commercial fields of application. Although circuit breakers were initially used as a direct replacement for fuses, they were gradually required to perform more complex protection tasks than interrupting the current when the current flow exceeded a certain level. Differentiated time / current tripping characteristics were required, e.g. a circuit breaker should open quickly in the event of heavy overloads, but should interrupt with a delay in the case of lower load currents, the delay time being roughly inversely proportional to the degree of overload. Circuit breakers were also required to cause an interruption when earth leakage currents were detected. With the increasing complexity of electrical distribution circuits, the control parts of circuit breakers have been interconnected to create selectivity and coordination opportunities. This gave the system engineer the ability to determine the order in which the various circuit breakers would trip under special fault conditions.
Am Ende der 60iger Jahre wurden elektronische Festkörper-Steuerschaltungen für die Verwendung in Hochleistungs-Nie-derspannungs-Leistungsschaltern entwickelt. Diese Steuerschaltungen nahmen Funktionen wahr, wie das sofortige und verzögerte Auslösen oder Abschalten, was bisher durch magnetisch und thermisch arbeitende Mittel erreicht wurde. Die verbesserte Genauigkeit und Flexibilität der elektronischen Festkörper-Steuerschaltungen waren Grund für deren grossen Anklang, wenngleich die elektronischen Steuerschaltungen teurer waren als ihre mechanischen Gegenstücke. At the end of the 1960s, solid state electronic control circuits were developed for use in high power, low voltage circuit breakers. These control circuits performed functions such as immediate and delayed tripping or switching off, which had previously been achieved by means of magnetic and thermal means. The improved accuracy and flexibility of the solid-state electronic control circuits were the reason for their great popularity, although the electronic control circuits were more expensive than their mechanical counterparts.
Die ersten elektronischen Steuerschaltungen machten Gebrauch von diskreten Bauteilen, wie z.B. Transistoren, Widerständen und Kondensatoren. Jüngere Anordnungen besassen integrierte Schaltkreise, die zu einer verbesserten Produktleistung bei etwas verminderten Kosten führten. The first electronic control circuits made use of discrete components, e.g. Transistors, resistors and capacitors. Recent arrangements have integrated circuits that result in improved product performance at a somewhat reduced cost.
Da die Energiekosten weiter rasch ansteigen, besteht ein wachsendes Interesse an der wirksamen Steuerung des Verbrauchs elektrischer Energie durch Schaffung höher entwickelter elektrischer Verteilungsschaltungen. Es wird daher ein Leistungsschalter benötigt, der eine komplexere Analyse elektrischer Bedingungen in einem zu schützenden Schaltkreis und noch bessere Möglichkeiten zur Koordination mit anderen Schaltern bietet. Wie stets, ist es in hohem Masse wünschenswert, diese Möglichkeiten bei den gleichen oder geringeren Kosten zu schaffen. As energy costs continue to rise rapidly, there is a growing interest in effectively controlling electrical energy consumption by creating more sophisticated electrical distribution circuits. What is needed is a circuit breaker that offers more complex analysis of electrical conditions in a circuit to be protected and even better ways to coordinate with other switches. As always, it is highly desirable to be able to do this at the same or lower cost.
Ein Erfordernis bei den meisten Leistungsschaltern besteht darin, dass der Leistungsschalter bequem einzustellen oder zu justieren sein soll, um die gewünschte Zeit/Strom-Auslösekennlinie zu erhalten. Herkömmliche Leistungsschalter ver5 A requirement with most circuit breakers is that the circuit breaker should be easy to adjust or adjust in order to obtain the desired time / current tripping characteristic. Conventional circuit breakers ver5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
3 3rd
659 732 659 732
wendeten verschiedene Arten von Mehrstellung-Schaltern und Verbindungsvorrichtungen zum Festlegen der Grenzwerte, die die Zeit/Strom-Auslösekennlinie festlegen. Es wäre jedoch wünschenswert, einen Leistungsschalter zu schaffen, der in der Lage ist, eine detaillierte Analyse elektrischer Bedingungen in dem zu schützenden Schaltkreis zu liefern, und der ein hohes Mass an Flexibilität beim Vorgeben der Zeit/Strom-Auslöse-kennlinie des Leistungsschalters aufweist. Es ist darüber hinaus wünschenswert, dass die Grenzwerte bequem und einfach eingegeben werden. used various types of multi-position switches and connecting devices to set the limit values which set the time / current tripping characteristic. However, it would be desirable to provide a circuit breaker that is capable of providing a detailed analysis of electrical conditions in the circuit to be protected and that has a high degree of flexibility in providing the time / current trip characteristic of the circuit breaker. It is also desirable that the limit values be entered conveniently and easily.
Der diese Aufgabe erfüllende erfindungsgemässe Leistungsschalter ist nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gestaltet. Ausführungsformen davon gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. The circuit breaker according to the invention that fulfills this task is designed according to the characterizing features of patent claim 1. Embodiments thereof emerge from the dependent claims.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: A preferred exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäs-sen Leistungsschalters, 1 is a perspective view of a circuit breaker according to the invention,
Fig. 2 ein funktionelles Blockdiagramm des Leistungsschalters gemäss Fig. 1, 2 is a functional block diagram of the circuit breaker according to FIG. 1,
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines typischen elektrischen Verteilungssystems unter Verwendung von Leistungsschaltern der in Fig. 1 dargestellten Art, 3 is a block diagram of a typical electrical distribution system using circuit breakers of the type shown in FIG. 1;
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Zeit/Strom-Auslöse-kennlinie des Leistungsschalters gemäss Fig. 1, dargestellt im doppeltlogarithmischen Massstab, 4 is a graphical representation of the time / current tripping characteristic of the circuit breaker according to FIG. 1, shown on a double logarithmic scale,
Fig. 5 eine detaillierte Vorderansicht der Frontplatte der Auslöseeinheit des Leistungsschalters gemäss Fig. 1 und 2, 5 shows a detailed front view of the front plate of the tripping unit of the circuit breaker according to FIGS. 1 and 2,
Fig. 5A ein Blockdiagramm des in Fig. 2 gezeigten Mikrocomputers, 5A is a block diagram of the microcomputer shown in FIG. 2;
Fig. 6 ein detailliertes schematisches Diagramm des Front-platten-Anzeigesystems gemäss Fig. 5, 6 is a detailed schematic diagram of the front panel display system shown in FIG. 5;
Fig. 7 ein detailliertes schematisches Diagramm des Parameter-Eingabesystems gemäss Fig. 2, 7 shows a detailed schematic diagram of the parameter input system according to FIG. 2,
Fig. 8 ein detailliertes schematisches Diagramm der Bauart-nummer-Kennzeichnungsvorrichtung gemäss Fig. 2, 8 is a detailed schematic diagram of the type number marking device according to FIG. 2,
Fig. 9 ein schematisches Diagramm der Fernanzeige und Spannungsversorgung gemäss Fig. 2, 9 is a schematic diagram of the remote display and power supply according to FIG. 2,
Fig. 10 ein Wellenformdiagramm, das an verschiedenen Stellen der Fernanzeige und Spannungsversorgung gemäss Fig. 9 auftretende Grössen zeigt, 10 is a waveform diagram showing the sizes occurring at various points on the remote display and power supply according to FIG. 9,
Fig. 11 ein Blockdiagramm der in Fig. 2 dargestellten System-Spannungsversorgung, 11 is a block diagram of the system power supply shown in FIG. 2;
Fig. 12 ein schematisches Diagramm der in Fig. II dargestellten System-Spannungsversorgung, 12 is a schematic diagram of the system power supply shown in FIG. II,
Fig. 13 ein Impulsdiagramm, das die an verschiedenen Stellen der System-Spannungsversorgung gemäss Fig. 11 und 12 auftretenden Schaltpegel zeigt, 13 is a timing diagram showing the switching levels occurring at various points in the system power supply according to FIGS. 11 and 12;
Fig. 14 ein schematisches Diagramm des Daten-Eingabe/ Ausgabe-Systems und der Spannungsversorgung gemäss Fig. 2, 14 shows a schematic diagram of the data input / output system and the voltage supply according to FIG. 2,
Fig. 15 ein Impulsdiagramm, das an verschiedenen Stellen des Systems gemäss Fig. 14 auftretende Wellenformen darstellt, Fig. 16 ein schematisches Diagramm einer Schaltung für die Hardware-Initialisierung bei Netzeinschaltung und für automatisches Rücksetzen, 15 is a pulse diagram showing waveforms occurring at various points in the system according to FIG. 14, FIG. 16 is a schematic diagram of a circuit for hardware initialization when the power is switched on and for automatic reset,
Fig. 17 ein Flussdiagramm der in dem Lesespeicher des in Fig. 2 dargestellten Mikrocomputers gespeicherten Haupt-Befehlsschleife, 17 is a flowchart of the main command loop stored in the read memory of the microcomputer shown in FIG. 2;
Fig. 18 ein Flussdiagramm der ersten Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 18 is a flowchart of the first function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 19 ein Flussdiagramm der zweiten Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 19 is a flow diagram of the second function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 20 ein Flussdiagramm der dritten Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 20 is a flowchart of the third function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 21 ein Flussdiagramm der vierten Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 21 is a flowchart of the fourth function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 22 ein Flussdiagramm der fünften Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 22 is a flowchart of the fifth function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 23 ein Flussdiagramm der sechsten Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 23 is a flowchart of the sixth function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 24 ein Flussdiagramm der siebten Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 24 is a flowchart of the seventh function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 25 ein Flussdiagramm der achten Funktion der in Fig. 17 gezeigten Haupt-Befehlsschleife, 25 is a flowchart of the eighth function of the main instruction loop shown in FIG. 17;
Fig. 26 ein Flussdiagramm des gemeinsamen Anzeige-Unter-programms gemäss Fig. 17, 26 is a flowchart of the common display sub-program according to FIG. 17,
Fig. 27 ein Flussdiagramm des Auslöse-Unterprogramms gemäss Fig. 17, und FIG. 27 shows a flow diagram of the triggering subroutine according to FIG. 17, and
Fig. 28 ein Flussdiagramm des Unterprogramms zum Erhalten von Einstellwerten von den Potentiometern gemäss Fig. 5. FIG. 28 shows a flowchart of the subroutine for obtaining setting values from the potentiometers according to FIG. 5.
I. EINFÜHRUNG I. INTRODUCTION
A. Die Verwendung eines Leistungsschalters in einem elektrischen Energieverteilungssystem A. The use of a circuit breaker in an electrical power distribution system
Bevor die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung erläutert wird, mag es hilfreich sein, im einzelnen die Funktion eines Leistungsschalters in einem elektrischen Energieverteilungssystem zu erläutern. Fig. 3 zeigt ein typisches elektrisches Verteilungssystem. Über Leistungsschalter 50, 52 und 54 werden mehrere elektrische Lasten 48 von einer von zwei elektrischen Energiequellen 56 und 58 gespeist. Bei den Quellen 56 und 58 kann es sich um an eine elektrische Hochspannungsleitung angeschlossene Transformatoren, einen dieselgetriebenen Notgenerator oder um eine Kombination dieser Elemente handeln. Die von der ersten Quelle 56 abgegebene Leistung gelangt durch einen ersten Haupt-Leistungsschalter 50 zu mehreren Verzweigungs-Leistungsschaltern 60-66. In ähnliche Weise gelangt Leistung von der zweiten Quelle 58 über einen zweiten Haupt-Leistungsschalter 52 zu einer zweiten Gruppe von Verzweigungs-Leistungsschaltern 68-74. Alternativ kann Leistung von entweder der Quelle 56 oder der Quelle 58 über den Verbindungs-Leistungsschalter 54 an die Verzweigungs-Lei-stungsschalter 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. Before the operation of the device according to the invention is explained, it may be helpful to explain in detail the function of a circuit breaker in an electrical energy distribution system. Figure 3 shows a typical electrical distribution system. Circuit breakers 50, 52 and 54 supply a plurality of electrical loads 48 from one of two electrical energy sources 56 and 58. Sources 56 and 58 can be transformers connected to a high voltage electrical line, a diesel powered emergency generator, or a combination of these elements. The power output from the first source 56 passes through a first main power switch 50 to a plurality of branching power switches 60-66. Similarly, power from second source 58 passes through a second main power switch 52 to a second group of branching power switches 68-74. Alternatively, power may be supplied from either source 56 or source 58 via link circuit breaker 54 to the branching circuit breakers on the opposite side. In general, main and interconnect circuit breakers 50, 52 and 54 are coordinated with one another such that no branch circuit is fed from two sources simultaneously. The performance of the main and connection circuit breakers 50, 52 and 54 is usually greater than that of the branch circuit breakers.
Sollte beispielsweise am Punkt 76 eine Störung auftreten (ein anormal starker Stromfluss), ist es wünschenswert, dass dieser Zustand von dem Verzweigungs-Leistungsschalter 62 er-fasst wird, so dass dieser Schalter rasch auslöst oder öffnet, um die Störung von jeder elektrischen Energiequelle zu trennen. Die Störung am Punkt 76 kann ein grosser Überstrom sein, der z.B. durch einen Kurzschluss zwischen zwei Phasenleitern des Schaltkreises verursacht wird, oder es kann sich um eine Überlastung handeln, die nur geringfügig über der Nennleistung des Leistungsschalters liegt, und die durch einen blockierten Motor verursacht wird. Andererseits kann es sich um eine Störung durch Erdschluss handeln, verursacht durch das Durchschlagen der Isolation eines der Leiter, so dass ein relativ kleiner Stromfluss zu einem auf Erdpotential liegenden Gegenstand fliessen kann. In jedem Fall würde die Störung auch durch die Hauptoder Verbindungs-Schalter 50, 52 oder 54 erfasst werden, durch die die von dem Verzweigungs-Leistungsschalter 62 geführte Leistung zum Zeitpunkt der Störung fliesst. Es ist jedoch wünschenswert, dass nur der Verzweigungs-Leistungsschalter 52 zum Abtrennen der Störung von der elektrischen Energiequelle arbeitet, nicht aber die Haupt- oder Verbindungsschalter. Der Grund hierfür liegt darin, dass dann, wenn der Haupt- oder Verzweigungs-Leistungsschalter ausgelöst werden, ein Netzausfall bei mehr als nur derjenigen Last auftreten würde, an die der Verzweigungs-Leistungsschalter angeschlossen ist, wo die Störung aufgetreten ist. Es ist daher wünschenswert, dass die For example, if a fault occurs at point 76 (an abnormally high current flow), it is desirable that this condition be sensed by the junction circuit breaker 62 so that this switch will trip or open quickly to acknowledge the fault from any electrical power source separate. The fault at point 76 can be a large overcurrent, e.g. is caused by a short circuit between two phase conductors of the circuit, or it may be an overload that is only slightly above the circuit breaker rating and caused by a blocked motor. On the other hand, it can be a fault due to earth fault, caused by the breakdown of the insulation of one of the conductors, so that a relatively small current flow can flow to an object at ground potential. In any event, the fault would also be detected by the main or connection switches 50, 52 or 54 through which the power carried by the branch circuit breaker 62 flows at the time of the fault. However, it is desirable that only the branch circuit breaker 52 operates to isolate the fault from the electrical power source, but not the main or connection switches. The reason for this is that if the main or branch circuit breaker trips, a mains failure would occur with more than just the load to which the branch circuit breaker is connected where the fault occurred. It is therefore desirable that the
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
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40 40
45 45
50 50
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60 60
65 65
659 732 659 732
4 4th
Haupt- und Verbindungsschalter 50, 52 und 54 eine längere Verzögerungsdauer im Anschluss an die Erfassung einer Störung aufweisen, bevor sie eine Auslösung einleiten. Die Koordinierung der Verzögerungszeiten unter den Haupt-, Verbin-dungs- und Verzweigungs-Leistungsschaltern für verschiedene Störungsursachen ist der Hauptgrund dafür, dass höher entwickelte Steuerungen für eine Auslöseeinheit erforderlich sind. Main and link switches 50, 52 and 54 have a longer delay period following the detection of a fault before initiating a trip. Coordinating the delay times among the main, junction and branch circuit breakers for different causes of failure is the main reason that more sophisticated controls are required for a trip unit.
B. Zeit/Strom-Auslösekennlinien B. Time / current tripping characteristics
Um in der oben erläuterten Weise die Koordinierung der Leistungsschalter untereinander zu erreichen, müssen für jeden Leistungsschalter Zeit/Strom-Auslösekennlinien spezifiziert werden. Herkömmlich hatten Leistungsschalter ähnliche Kennlinien wie in Fig. 4 dargestellt ist, wobei beide Achsen logarithmischen Massstab aufweisen. Wenn die Stromstärke unter dem maximal zulässigen Nenn-Dauerstrom des Leistungsschalters liegt, bleibt der Schalter selbstverständlich geschlossen. Wenn der Strom jedoch stärker wird, ist es an irgendeiner Stelle, beispielsweise am Punkt 300 in Fig. 4, wünschenswert, dass der Leistungsschalter auslöst, d.h. abschaltet, falls dieser Überlastungsstrom über einen längeren Zeitraum hinweg andauert. Sollte der Strom entsprechend dem maximal zulässigen Nenn-Dauerstrom dauernd fliessen, so wird, wie in Punkt 300 in Fig. 4 zu erkennen ist, der Leistungsschalter nach etwa 60 Sekunden auslösen. In order to achieve the coordination of the circuit breakers with one another in the manner explained above, time / current tripping characteristics must be specified for each circuit breaker. Conventionally, circuit breakers had characteristics similar to those shown in Fig. 4, with both axes being logarithmic. If the current is below the maximum permissible rated continuous current of the circuit breaker, the switch naturally remains closed. However, as the current increases, at some point, for example at point 300 in Fig. 4, it is desirable for the circuit breaker to trip, i.e. switches off if this overload current continues over a longer period of time. If the current flows continuously according to the maximum permissible nominal continuous current, the circuit breaker will trip after about 60 seconds, as can be seen in point 300 in FIG. 4.
Bei etwas höheren Stromstärken ist die Auslösezeit für den Schalter etwas kürzer. Bei dem l,6fachen des maximalen Dauerstroms beispielsweise (vgl. 302 in Fig. 4) schaltet der Leistungsschalter nach etwa 30 Sekunden ab. Der Abschnitt der Kurve zwischen den Punkten 300 und 304 ist als Kennlinienteil mit langer Verzögerung oder als thermischer Kennlinienteil des Schalters bekannt, da diese Kennlinie bei herkömmlichen Leistungsschaltern durch ein Bimetallelement erhalten wurde. Es ist wünschenswert, dass sowohl der Strompegel, bei dem der Abschnitt langer Verzögerung beginnt, als auch die Auslösezeit, die für irgendeinen Punkt in diesem Abschnitt erforderlich ist, einstellbar sind. Diese Parameter sind als Ansprechwert für lange Verzögerung, bzw. als lange Verzögerungszeit bekannt und in der Zeichnung durch Pfeile 306 bzw. 308 kennlich gemacht. At somewhat higher currents, the trip time for the switch is somewhat shorter. At 1.6 times the maximum continuous current, for example (cf. 302 in FIG. 4), the circuit breaker trips after about 30 seconds. The portion of the curve between points 300 and 304 is known as a long delay characteristic part or as a thermal characteristic part of the switch, since this characteristic curve was obtained by a bimetallic element in conventional circuit breakers. It is desirable that both the current level at which the long delay section begins and the trip time required for any point in this section are adjustable. These parameters are known as the response value for long deceleration or as long deceleration time and are identified in the drawing by arrows 306 and 308.
Bei starken Überstrompegeln, beispielsweise beim 12fachen des maximalen Dauerstroms und darüber, ist es wünschenswert, dass der Leistungsschalter so rasch wie möglich abschaltet. Diese Stelle 312 in der Kennlinie ist als «Sofort»- oder magnetischer Auslösepegel bekannt, da bei herkömmlichen Leistungsschaltern ein in Serie mit den Kontakten liegender Elektromagnet verwendet wurde, um ein möglichst rasches Ansprechen zu erzielen. Der Ansprechwert für sofortige Auslösung ist für gewöhnlich einstellbar, wie durch den Pfeil 314 angedeutet ist. With strong overcurrent levels, for example 12 times the maximum continuous current and above, it is desirable that the circuit breaker trips as soon as possible. This point 312 in the characteristic curve is known as an “instantaneous” or magnetic tripping level, since in conventional circuit breakers an electromagnet in series with the contacts was used in order to achieve the fastest possible response. The immediate trigger trip value is usually adjustable, as indicated by arrow 314.
Zur Unterstützung der Koordinierung von Leistungsschaltern innerhalb eines Verteilungssystems besitzen moderne Leistungsschalter zusätzlich einen Kennlinienteil 316 für kurze Verzögerung. Dieser Kennlinienteil liegt zwischen den Abschnitten für lang verzögerte Auslösung und sofortige Auslösung. Die vorliegende Erfindung gestattet die Einstellung sowohl des Ansprechwertes für kurze Verzögerung als auch der kurzen Verzögerungszeit, die durch die Pfeile 312 und 320 angedeutet ist. To support the coordination of circuit breakers within a distribution system, modern circuit breakers additionally have a characteristic part 316 for short delay. This part of the curve lies between the sections for long-delayed tripping and immediate tripping. The present invention allows both the short delay response value and the short delay time to be set, as indicated by arrows 312 and 320.
Unter gewissen Bedingungen ist es wünschenswert, dass die Auslösezeit in dem Abschnitt kurzer Verzögerung auch umgekehrt zum Quadrat der Stromstärke variiert. Dies ist als I2t-Kennlinie bekannt, was in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie 310 angedeutet ist. Under certain conditions, it is desirable that the trip time in the short delay section also vary inversely with the square of the current. This is known as the I2t characteristic, which is indicated in FIG. 4 by the dashed line 310.
II. BESCHREIBUNG DES AUFBAUS UND DER ARBEITSWEISE DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DER ERFINDUNG II. DESCRIPTION OF THE STRUCTURE AND OPERATION OF THE EMBODIMENT OF THE INVENTION
A. Der Leistungsschalter A. The circuit breaker
Im folgenden wird Bezug genommen auf die Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen entsprechende Bauteile bezeichnen. Fig. 1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. ein funktionelles Blockdiagramm eines ein gegossenes Gehäuse aufweisenden Leistungsschalters 10 gemäss der Erfindung. Wenngleich der Schalter 10 ein dreiphasiger Leistungsschalter ist, der Anwendung findet bei einem dreiphasigen elektrischen Schaltkreis, so ist die Erfindung selbstverständlich nicht hierauf beschränkt, denn es könnte auch ein einphasiger Schaltkreis oder eine andere Art von Mehrphasenschaltkreis verwendet werden. An Eingangsanschlüsse 12 ist eine Energiequelle, wie z.B. ein Transformator oder eine Schalttafel-Sammelschiene angeschlossen, an die Ausgangsanschlüsse 14 ist eine elektrische Last angeschaltet. Die die Anschlüsse 12 und 14 verbindenden internen Leiter 16 stehen ausserdem in Verbindung mit Trennkontakten 18, die zum selektiven Öffnen und Schliessen eines elektrischen Schaltkreises durch den Leistungsschalter in Abhängigkeit von von Hand oder automatisch eingeleiteten Befehlen öffnen und schliessen. Die Kontakte 18 werden mechanisch von einem Mechanismus 20 betätigt, der auf manuell oder automatisch gegebene Befehle anspricht, um die Kontakte 18 zu öffnen oder zu schliessen. In the following, reference is made to the drawing, in which the same reference numerals designate corresponding components. 1 and 2 show a perspective view and a functional block diagram of a circuit breaker 10 having a cast housing according to the invention. Although switch 10 is a three-phase circuit breaker which is used in a three-phase electrical circuit, the invention is of course not limited to this, since a single-phase circuit or another type of multi-phase circuit could also be used. A power source, e.g. a transformer or a control panel busbar is connected, an electrical load is connected to the output terminals 14. The internal conductors 16 connecting the connections 12 and 14 are also connected to isolating contacts 18, which open and close for the selective opening and closing of an electrical circuit by means of the circuit breaker depending on manually or automatically initiated commands. The contacts 18 are mechanically actuated by a mechanism 20 which responds to commands given manually or automatically in order to open or close the contacts 18.
Jeder der internen Phasenleiter 16 ist von einem Stromwandler 24 umgeben, um den Pegel des Stromflusses durch den Leiter 16 zu ermitteln. Das Ausgangssignal der Stromwandler 24 gelangt zusammen mit dem Ausgangssignal eines Stromwandlers 28, der den Pegel des in dem Schaltkreis fliessenden Erdstroms erfasst, zu einer Auslöseeinheit 26. Die Auslöseeinheit 26 überwacht permanent den Pegel der in dem Schaltkreis, an den der Schalter 10 angeschlossen ist, fliessenden Phasen-und Erdschlussströme und gibt ein Befehlsignal an eine den Mechanismus 20 betätigende Auslösespule 22, um die Kontakte 18 immer dann zu öffnen, wenn elektrische Bedingungen in dem zu schützenden Schaltkreis vorbestimmte, in der Auslöseeinheit 26 gespeicherte Grenzwerte überschreiten. Unter normalen Betriebsbedingungen kann der Mechanismus 20 durch von Hand über eine Handbetätigungsvorrichtung 32 gegebene Befehle veranlasst werden, die Kontakte 18 zu öffnen und zu schliessen. In Fig. 1 sieht man, dass der Leistungsschalter 10 ein gegossenes Isolierstoffgehäuse 34 aufweist. Die Anschlüsse 12 und 14 befinden sich auf der Rückseite des Gehäuses 34 und sind daher in Fig. 1 nicht zu sehen. Auf der rechten Seite des Gehäuses 34 ist ein Handgriff 36 angebracht, mittels dessen eine Bedienungsperson eine (nicht gezeigte) Feder in dem Mechanismus 20 spannen kann. Die HandbetätigungsVorrichtung 32 befindet sich in der Mitte des Gehäuses 34. Fenster 38 und 40 lassen den Spannzustand der Feder bzw. die Stellung der Kontakte 18 erkennen. Ein Druckknopf 42 ermöglicht es der Bedienungsperson, einen internen Elektromotor in Gang zu setzen, um die Feder entsprechend der Handbetätigung mittels des Handgriffs 36 zu spannen. Mittels eines Druckknopfes 44 kann die Bedienungsperson bewirken, dass die Feder den Mechanismus 20 betätigt, um die Kontakte 18 zu schliessen. In ähnlicher Weise ermöglicht ein Druckknopf 46 der Bedienungsperson, die Feder und den Mechanismus zu veranlassen, die Kontakte 18 zu öffnen. Each of the internal phase conductors 16 is surrounded by a current converter 24 in order to determine the level of the current flow through the conductor 16. The output signal of the current transformers 24, together with the output signal of a current transformer 28, which detects the level of the earth current flowing in the circuit, reaches a tripping unit 26. The tripping unit 26 permanently monitors the level of those in the circuit to which the switch 10 is connected. flowing phase and earth fault currents and issues a command signal to a trigger coil 22 actuating the mechanism 20 in order to open the contacts 18 whenever electrical conditions in the circuit to be protected exceed predetermined limit values stored in the trigger unit 26. Under normal operating conditions, the mechanism 20 can be made to open and close the contacts 18 by commands given manually via a manual operating device 32. 1 that the circuit breaker 10 has a cast insulating housing 34. The connections 12 and 14 are located on the rear side of the housing 34 and therefore cannot be seen in FIG. 1. On the right side of the housing 34 there is a handle 36 by means of which an operator can tension a spring (not shown) in the mechanism 20. The manual control device 32 is located in the middle of the housing 34. Windows 38 and 40 show the tension state of the spring or the position of the contacts 18. A push button 42 allows the operator to start an internal electric motor to tension the spring according to manual operation using the handle 36. By means of a push button 44, the operator can cause the spring to actuate the mechanism 20 in order to close the contacts 18. Similarly, a push button 46 allows the operator to cause the spring and mechanism to open the contacts 18.
B. Auslöseeinheit B. trip unit
1. Frontplatte. 1. Front panel.
Die Frontplatte der Auslöseeinheit 26 liegt auf der linken Seite des Gehäuses 34, wie man in Fig. 1 erkennt. Diese Platte, die im einzelnen in Fig. 5 dargestellt ist, enthält mehrere Anzeigelampen, Potentiometer, numerische Anzeigevorrichtungen sowie Schalter, die der Bedienungsperson ermöglichen, die elektrischen Parameter des zu schützenden Schaltkreises und die derzeit in die Auslöseeinheit eingegebenen Grenzwerte abzulesen und neue Grenzwerte einzugeben, falls dies erwünscht ist. The front plate of the release unit 26 lies on the left side of the housing 34, as can be seen in FIG. 1. This plate, which is shown in detail in FIG. 5, contains a plurality of indicator lamps, potentiometers, numerical display devices and switches which enable the operator to read the electrical parameters of the circuit to be protected and the limit values currently input into the trip unit and to enter new limit values, if so desired.
Ein Leistungssteckeinsatz 78 wird in die Fronttafel der Aus5 A power insert 78 is inserted into the front panel of the Aus5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
5 5
659 732 659 732
löseeinheit 26 eingeschoben, um den maximalen Dauerstrom zu spezifizieren, der durch den von dem Leistungsschalter zu schützenden Schaltkreis fliessen darf. Dieser kann kleiner sein als die tatsächliche Leistung des Schalters, welche als Systemoder Rahmengrösse bekannt ist. Beispielsweise kann die Sy-stemgrösse des Leistungsschalters 1600 Ampere betragen; wenn der Leistungsschalter jedoch zunächst installiert wird, verbraucht der zu schützende Schaltkreis vielleicht nur 1000 Ampere. Daher kann ein Leistungssteckeinsatz in die Auslöseeinheit eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass der zulässige maximale Dauerstrom, der durch den Schalter fliessen darf, nur 1000 Ampere beträgt, selbst wenn der Leistungsschalter selbst in der Lage ist, 1600 Ampere sicher zu leiten. Release unit 26 inserted to specify the maximum continuous current that may flow through the circuit to be protected by the circuit breaker. This can be less than the actual power of the switch, which is known as the system or frame size. For example, the system size of the circuit breaker can be 1600 amperes; however, if the circuit breaker is installed first, the circuit to be protected may only consume 1000 amps. Therefore, a power connector can be inserted into the trip unit to ensure that the maximum permissible continuous current that is allowed to flow through the switch is only 1000 amperes, even if the circuit breaker itself is able to safely conduct 1600 amperes.
Oben rechts in der Tafel der Auslöseeinheit ist eine Buchse 132 für eine Hilfs-Wechselspannungsquelle vorgesehen, wie man in Fig. 5 sieht. Diese Buchse wird dazu verwendet, dem Schaltkreis der Auslöseeinheit eine Hilfs-Wechselspannung als Betriebsspannung zuzuführen (separat von dem zu schützenden elektrischen Schaltkreis). Die Betriebsweise dieser Hilfs-Wech-selspannungsversorgung wird im einzelnen im Abschnitt III.E. erläutert. At the top right of the trip unit panel is a socket 132 for an auxiliary AC power source, as seen in FIG. This socket is used to supply the circuit of the trip unit with an auxiliary AC voltage as the operating voltage (separate from the electrical circuit to be protected). The mode of operation of this auxiliary AC voltage supply is described in detail in section III.E. explained.
2. Blockdiagramm 2. Block diagram
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Auslösespule 22 über eine Leitung 136 von der Spannungsversorgung 144 gespeist wird. Der Stromfluss durch die Auslösespule wird gesteuert von einer nicht verriegelnden Schaltanordnung, wie z.B. einem schaltenden Feldeffekttransistor 192, der durch die Hauptschaltung der Auslöseeinheit betätigt wird. Die Verwendung eines nicht verriegelnden Schalters anstelle eines gesteuerten Siliciumgleichrich-ters (SCR) oder einer anderen Art von Schaltgerät gemäss dem Stand der Technik schafft verbesserten Schutz vor Störungen. It can be seen from FIG. 2 that the trigger coil 22 is fed by the voltage supply 144 via a line 136. The current flow through the trip coil is controlled by a non-locking switching arrangement, e.g. a switching field effect transistor 192, which is actuated by the main circuit of the trigger unit. The use of a non-locking switch instead of a controlled silicon rectifier (SCR) or another type of switching device according to the prior art provides improved protection against interference.
Der Leistungsschalter 10 enthält weiterhin drei parallel geschaltete, normalerweise geöffnete thermisch aktivierte Schalter 141, die bezüglich des FET 192 parallel geschaltet sind. Diese Schalter sind körperlich auf den Leitungen 16 in der Nähe der Kontakte 18 montiert, auf jedem Phasenleiter 16 ist ein Schalter vorgesehen. The circuit breaker 10 further includes three, normally open, thermally activated switches 141 connected in parallel, which are connected in parallel with respect to the FET 192. These switches are physically mounted on the lines 16 near the contacts 18, a switch is provided on each phase conductor 16.
Jeder Schalter enthält ein Bimetallelement, welches die Schalterkontakte schliesst, wenn die Temperatur des zugehörigen Leiters auf 150°C ansteigt, und zurücksetzt, wenn die Leitertemperatur unter 130°C abfällt. Wenngleich in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Bimetallschalter verwendet wird, können auch andere Arten thermisch aktivierter Schalter Anwendung finden, beispielsweise können Thermistoren auf dem Leiter montiert werden. Alternativ können auch Strahlungsfühler Anwendung finden. Infrarotdetektoren könnten die an den Kontakten oder Leitern erzeugte Wärme fühlen, während Ultraviolett- oder HF-Detektoren die Strahlung fühlen könnten, die durch Lichtbogen an Kontakten oder Anschlüssen entstehen. Each switch contains a bimetallic element that closes the switch contacts when the temperature of the associated conductor rises to 150 ° C and resets when the conductor temperature falls below 130 ° C. Although a bimetal switch is used in the exemplary embodiment shown here, other types of thermally activated switches can also be used, for example thermistors can be mounted on the conductor. Alternatively, radiation sensors can also be used. Infrared detectors could sense the heat generated on the contacts or conductors, while ultraviolet or RF detectors could sense the radiation caused by arcing on the contacts or terminals.
Die Schalter 141 dienen zum direkten Erregen der Auslösespule 22 bei hohen Temperaturen. Zusätzlich steht die Hardware-Unterbrechungsleitung des Mikrocomputers mit der hohen Seite des Schalters 141 in Verbindung, um dem Mikrocomputer 154 zu signalisieren, dass eine Auslösung stattgefunden hat. Dies veranlasst die Ausführung geeigneter, in dem internen ROM des Mikrocomputers 154 gespeicherter Befehle, um Ausgangsdaten an eine Fernanzeige 145 zu geben. Da der Mechanismus 20 etwas mehr als 30 Millisekunden zum Öffnen der Kontakte im Anschluss an einen Auslösebefehl benötigt, hat die Auslöseeinheit 26 zwei vollständige Operationszyklen Zeit, selbst wenn von aussen keine Spannung eingespeist wird. Alternativ könnten die Schalter 141 nur mit dem Mikrocomputer 154 in Verbindung stehen, so dass dieser den Auslösevorgang in Gang setzt und Ausgangsdaten ebenso erzeugt, wie eine Überstrom-Auslösung. The switches 141 are used to directly energize the trip coil 22 at high temperatures. In addition, the microcomputer's hardware interrupt line communicates with the high side of switch 141 to signal microcomputer 154 that a trip has occurred. This causes appropriate commands stored in the internal ROM of the microcomputer 154 to be executed to provide output data to a remote display 145. Since the mechanism 20 takes a little over 30 milliseconds to open the contacts following a trip command, the trip unit 26 has two complete cycles of operation, even when no voltage is being applied from the outside. Alternatively, the switches 141 could only be connected to the microcomputer 154 so that it triggers the trip and generates output data as well as an overcurrent trip.
Die die elektrischen Parameter in dem Schaltkreis betreffende Information wird von den drei Phasenstromwandlern 24 geliefert, von denen jeder den Stromfluss durch den jeweiligen Phasenleiter des Schaltkreises überwacht. Der Wandler 28 umgibt die drei Phasenleiter des Schaltkreises und erfasst Ströme, die durch die Phasenleiter aus einer Quelle fliessen und dann über unzulässige Wege durch Erde zurückfliessen, was für gewöhnlich als Erdfehlerströme bezeichnet wird. The information relating to the electrical parameters in the circuit is provided by the three phase current transformers 24, each of which monitors the current flow through the respective phase conductor of the circuit. The transducer 28 surrounds the three phase conductors of the circuit and detects currents that flow through the phase conductors from a source and then flow back through ground through impermissible paths, which is commonly referred to as ground fault currents.
Die Signale von den Stromwandlern 24 gelangen an eine Gleichrichter- und Zuordnungsschaltung 142, die einen Gleichstrom abgibt, der proportional zu dem höchsten augenblicklichen Wechselstrom auf irgendeiner der drei Phasen ist. Die Schaltung 142 liefert die normale Betriebsspannung für die Auslöseeinheit über eine Spannungsversorgung 144. Die Wandler 24 und 28 dienen als Stromquellen und liefern an die Schaltung 142 eine begrenzte Spannung von etwa 40 Volt. Diese wird von der Spannungsversorgung 144 in drei Betriebsspannungen umgesetzt: eine mit Vref bezeichnete Referenz- oder Bezugsspannung von 1,67 Volt, eine Betriebsspannung von 5 Volt für den Mikrocomputer und die zugehörige Schaltung der Auslöseeinheit und eine Versorgungsspannung von 40 Volt, welche die Auslösespule 22 betätigt. Die Information von der Gleichrichter- und Zuordnungsschaltung 142, welche proportional ist zum derzeitigen Wert des Phasenstroms, gelangt ausserdem zu der Hilfsschaltung 140 und zur Hauptschaltung der Auslöseeinheit, wie in Fig. 2 angedeutet ist. The signals from the current transformers 24 pass to a rectifier and assignment circuit 142 which outputs a direct current which is proportional to the highest instantaneous alternating current on any of the three phases. The circuit 142 supplies the normal operating voltage for the trip unit via a voltage supply 144. The converters 24 and 28 serve as current sources and supply the circuit 142 with a limited voltage of approximately 40 volts. This is converted into three operating voltages by the voltage supply 144: a reference or reference voltage of 1.67 volts, designated Vref, an operating voltage of 5 volts for the microcomputer and the associated circuit of the trip unit, and a supply voltage of 40 volts, which the trip coil 22 operated. The information from the rectifier and assignment circuit 142, which is proportional to the current value of the phase current, also passes to the auxiliary circuit 140 and to the main circuit of the tripping unit, as indicated in FIG. 2.
Das Signal von dem Erdstromwandler 28 gelangt an eine Gleichrichterschaltung 146, die eine alternative Quelle für die Betriebsspannung der Auslöseeinheit über die Spannungsversorgung 144 darstellt und ausserdem zum derzeitigen Wert des Erdstroms proportionale Information an die Schaltung der Auslöseeinheit gibt. An die Spannungsversorgung 144 kann ausserdem eine Betriebsspannung in der Grössenordnung von etwa 40 Volt durch eine externe Gleichspannungsquelle 148 gegeben werden; auch kann eine externe Wechselspannungsquelle 150 eine Versorgungsspannung über die Frontplattenbuchse 132 der Auslöseeinheit an einen Gleichrichter 152 und dann an die Spannungsversorgung 144 geben. The signal from the earth current converter 28 reaches a rectifier circuit 146, which is an alternative source for the operating voltage of the trip unit via the voltage supply 144 and also gives information proportional to the current value of the earth current to the circuit of the trip unit. An operating voltage on the order of approximately 40 volts can also be supplied to the voltage supply 144 by an external DC voltage source 148; an external AC voltage source 150 can also supply a supply voltage via the front plate socket 132 of the trip unit to a rectifier 152 and then to the voltage supply 144.
Die Hauptschaltung der Auslöseeinheit enthält einen Informationsprozessor und Ablaufsteuerung 154, wobei es sich z.B. um einen Mikrocomputer 8048 der Firma Intel Corporation handeln kann, der käuflich erworben werden kann. Ein Blockdiagramm der Steuerung 154 ist in Fig. 5A dargestellt. Hinsichtlich einer detaillierten Beschreibung des 8048-Mikrocom-puters wird verwiesen auf das MCS-48 Microcomputer User's Manual, veröffentlicht von der Intel Corporation. The main circuit of the trip unit includes an information processor and sequencer 154, e.g. can be a microcomputer 8048 from Intel Corporation that is commercially available. A block diagram of controller 154 is shown in FIG. 5A. For a detailed description of the 8048 microcomputer, reference is made to the MCS-48 Microcomputer User's Manual, published by Intel Corporation.
An den Datenbus 172 des Mikrocomputers 154 ist ein Ana-log/Digital-Umsetzer 156 angeschlossen, beispielsweise ein Umsetzer vom Typ ABC3084 der Firma National Semiconductor Corporation. Von einem Multiplexer 158 (z.B. vom Typ CD4051B) wird nach Massgabe einer von dem Mikrocomputer über das Port 1 an den Multiplexer 158 gegebenen Adresse einer von acht Eingängen für den Analog/Digital-Umsetzer (ADU) 156 ausgewählt. Die Eingänge sind: Spitzenwertgleich-richter 160 und 162 für die Phasenstrom-, bzw. Erdstromwerte, eine Mittelungsschaltung 164 zum Mitteln des Phasenstroms, ein Paar Multiplexer 166 und 168 zum Ablesen der Frontplattenschalter und Potentiometer, die von dem Mikrocomputer über das Port 2 adressiert und ausgewählt werden, und vier Leitungen einer Bauartnummer-Kennzeichnungsvorrichtung 170. Die Kennzeichnungsvorrichtung 170 ermöglicht es dem Personal, dem Mikrocomputer 154 Information betreffend wahlweise Merkmale oder Betriebsarten zuzuleiten, so z.B. Information über die Erdschlusserfassung und die Möglichkeit serieller Eingabe/Ausgabe, mit der die spezielle Auslöseeinheit versorgt wird. Durch die Verwendung einer solchen Kennzeichnungsschaltung kann eine einzige Mikrocomputerkonfiguration für mehrere unterschiedliche Modelle der Auslöseeinheit 26 vorgesehen werden. An analog-to-digital converter 156 is connected to the data bus 172 of the microcomputer 154, for example a converter of the type ABC3084 from National Semiconductor Corporation. A multiplexer 158 (e.g. of the type CD4051B) selects one of eight inputs for the analog / digital converter (ADC) 156 in accordance with an address given by the microcomputer via port 1 to the multiplexer 158. The inputs are: peak rectifiers 160 and 162 for the phase current and earth current values, an averaging circuit 164 for averaging the phase current, a pair of multiplexers 166 and 168 for reading the front panel switches and potentiometers which are addressed by the microcomputer via port 2 and and four lines of a type number identifier 170. The identifier 170 allows the personnel to provide the microcomputer 154 with information regarding optional features or modes of operation, e.g. Information about the earth fault detection and the possibility of serial input / output, with which the special trip unit is supplied. By using such an identification circuit, a single microcomputer configuration can be provided for several different models of the trigger unit 26.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
659 732 659 732
6 6
Weiterhin sind an den Datenbus 172 des Mikrocomputers ein externer Lesespeicher (ROM) 151 und ein Daten-Eingabe/ Ausgabe-System 174 angeschlossen, durch das die Auslöseeinheit mit anderen Bauteilen des Leistungsschalters des elektrischen Energieverteilungssystems Information austauschen kann. Die Betriebsspannung für das Daten-Eingabe/Ausgabe-System wird von einer separaten Spannungsversorgung 176 geliefert, wobei die Versorgungsspannung von dem Fünf-Volt-Bus der Spannungsversorgung 144 abgeleitet wird. Wie in einem späteren Abschnitt noch ausführlich beschrieben wird, handelt es sich bei der Daten-E/A-Spannungsversorgung 176 um eine gepulste Spannungsversorgung, die von einer an das Port 1 des Mikrocomputers 154 angeschlossenen Leitung 178 aktiviert wird. Furthermore, an external read-only memory (ROM) 151 and a data input / output system 174 are connected to the data bus 172 of the microcomputer, by means of which the trip unit can exchange information with other components of the circuit breaker of the electrical power distribution system. The operating voltage for the data input / output system is supplied by a separate voltage supply 176, the supply voltage being derived from the five-volt bus of the voltage supply 144. As will be described in detail in a later section, the data I / O power supply 176 is a pulsed power supply that is activated by a line 178 connected to port 1 of the microcomputer 154.
Die Eingabe in den Mikrocomputer 154 von den Grenzwertpotentiometern und -Schaltern der Auslöseeinheit-Frontplatte erfolgt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, über Multiplexer 166 und 168, die zu dem Multiplexer 158 führen. Die Ausgabeinformation für die Frontplatten-Anzeigevorrichtung mit den Leuchtdioden 84 bis 100 und den numerischen Anzeigen 80 und 82 kommt vom Mikrocomputer 154 über das Port 2. Port 2 liefert ausserdem Adressen- und Auswahlinformation an die Multiplexer 166 und 168. The input into the microcomputer 154 from the limit potentiometers and switches of the trip unit front panel is, as can be seen in FIG. 2, via multiplexers 166 and 168, which lead to the multiplexer 158. The output information for the front panel display device with the light-emitting diodes 84 to 100 and the numerical displays 80 and 82 comes from the microcomputer 154 via the port 2. Port 2 also supplies address and selection information to the multiplexers 166 and 168.
Port 1 des Mikrocomputers 154 hat vielfältige Funktionen. Die Steuerung des ADU 156 erfolgt über eine Leitung 180 vom Port 1 aus, um einen Schalttransistor 182 zu schalten, welcher die Bezugsspannung für den ADU ändert. Die Eingabe in den ADU 156 durch den Multiplexer 158 wird über eine Leitung 184 vom Port 1 gesteuert, um einen Schalttransistor 186 zu betätigen und dadurch den zu dem ADU 156 führenden Multiplexer-ausgang unter Steuerung des durch den Mikrocomputer 154 abgearbeiteten Programms selektiv zu erden. Dies wird im folgenden noch erläutert. Das Erden des Ausgangs des Multiplexers 158 bei gleichzeitiger Auswahl eines der Spitzenwertgleichrich-ter 160 und 162 veranlasst ein Rücksetzen der Spitzenwert-gleichrichter. Port 1 of the microcomputer 154 has a variety of functions. The ADU 156 is controlled via a line 180 from port 1 in order to switch a switching transistor 182, which changes the reference voltage for the ADU. The input to ADU 156 by multiplexer 158 is controlled via line 184 from port 1 to actuate switching transistor 186 and thereby selectively ground the multiplexer output leading to ADU 156 under control of the program executed by microcomputer 154. This will be explained in the following. Grounding the output of multiplexer 158 while selecting one of the peak rectifiers 160 and 162 will cause the peak rectifiers to reset.
Vom Port 1 des Mikrocomputers gelangt über Adressleitungen 188 Adressinformation an den Multiplexer 158, wodurch dieser eine Auswahl unter seinen verschiedenen Eingängen 160, 162, 164, 166, 168 und 170 trifft. From port 1 of the microcomputer, address information 188 passes to the multiplexer 158, whereby the latter makes a selection from among its various inputs 160, 162, 164, 166, 168 and 170.
Die Steuerung der Auslösespule 22 erfolgt durch den Mikrocomputer 154 über das Port 1 und eine Auslöseleitung 190. Wenn also bestimmt wird, dass ein Auslösevorgang stattzufinden hat, sendet der Mikrocomputer 154 über das Port 1 ein Signal auf der Auslöseleitung 190, welches den Schalttransistor 192 veranlasst, die Auslösespule 22 zu erregen, den Mechanismus 22 zu aktivieren und die Kontakte 18 zu trennen. The trigger coil 22 is controlled by the microcomputer 154 via the port 1 and a trigger line 190. So if it is determined that a triggering process is to take place, the microcomputer 154 sends a signal on the trigger line 190 via the port 1, which causes the switching transistor 192 to energize the trip coil 22, activate the mechanism 22 and disconnect the contacts 18.
3. Betriebsarten 3. Operating modes
Betriebsart 1: Niedrige Leistung Operating mode 1: low power
Diese Betriebsart ist vorgesehen für sehr geringe Stromstärken des durch den Leistungsschalter fliessenden Stroms (weniger als 0,25 Einheiten der System- und Nennleistung), wenn der Auslöseeinheit keine externe Leistung zugeführt wird. Unter diesen Bedingungen kann der Auslöseeinheit nicht kontinuierlich die notwendige Betriebspannung zugeführt werden, und einige der normalen Funktionen der Auslöseeinheit können nicht zuverlässig durchgeführt werden. Daher erzeugt die Spannungsversorgung einen Spannungsversorgungsimpuls für die Schaltung der Auslöseeinheit, welcher ausreicht, einen normalen Betriebszyklus der Auslöseeinheit durchzuführen, aber auf der numerischen Anzeige 80 lediglich den Wert des derzeit durch den Schalter fliessenden Phasenstroms anzeigen kann. Dieser Wert wird durch die Anzeige blinkend dargestellt, wobei sich die Blinkfrequenz mit ansteigendem Laststrom erhöht. Bei Lastströmen über 0,25 Einheiten der Systemnennleistung wird in der Betriebsart 2 gearbeitet. This operating mode is intended for very low currents of the current flowing through the circuit breaker (less than 0.25 units of the system and nominal power) if no external power is supplied to the trip unit. Under these conditions, the necessary operating voltage cannot be continuously supplied to the trip unit, and some of the normal functions of the trip unit cannot be performed reliably. Therefore, the power supply generates a power supply pulse for switching the trip unit, which is sufficient to carry out a normal operating cycle of the trip unit, but can only show on the numerical display 80 the value of the phase current currently flowing through the switch. This value is shown flashing on the display, the flashing frequency increasing with increasing load current. Operating mode 2 is used for load currents above 0.25 units of the system nominal power.
Betriebsart 2: Normal Operating mode 2: normal
In dieser Betriebsart wird gearbeitet, wenn der Laststrom grösser als 0,25 Einheiten der Systemnennleistung, jedoch kleiner als 1,0 Einheiten der Leistungssteckeinsatz-Nennleistung ist, oder wenn die Auslöseeinheit extern gespeist wird. This operating mode is used when the load current is greater than 0.25 units of the nominal system power but less than 1.0 units of the nominal power input or if the trip unit is supplied externally.
Wie man aus Fig. 5 ersehen kann, enthält die Frontplatte der Auslöseeinheit eine Anzahl von Einstellpotentiometern, Leuchtdiodenanzeigen (LED's), Druckknopfschaltern und Zwei-Stellungs-Schaltern. Die Frontplatte enthält weiterhin ein Paar numerischer Anzeigen 80, 82. Die elektronische Schaltung innerhalb der Auslöseeinheit veranlasst die numerischen Anzeigen 80 und 82, sequentiell den augenblicklichen Wert der elektrischen Bedingungen in dem zu schützenden Schaltkreis und die verschiedenen Grenzwerteinstellungen anzuzeigen, die durch die Zeit/Strom-Auslösekurve des Leistungsschalters definiert sind, so wie diese Werte gerade eingestellt sind. Im eingeschalteten Zustand zeigen die Leuchtdioden durch die jeder Anzeige zugeordnete Beschriftung an, welcher Wert zu jedem Zeitpunkt durch die numerischen Anzeigen 80 und 82 dargestellt wird. Nach Wunsch können die auf den numerischen Anzeigen 80 und 82 zur Anzeige gelangenden Zahlenwerte auch über den SER AUS-Anschluss des Daten-E/A-Systems 174 zu einer fernen Stelle gesendet werden. As can be seen from Fig. 5, the front panel of the trip unit contains a number of setting potentiometers, light-emitting diode displays (LEDs), push-button switches and two-position switches. The front panel also includes a pair of numerical displays 80, 82. The electronic circuitry within the trip unit causes the numerical displays 80 and 82 to sequentially display the instantaneous value of the electrical conditions in the circuit to be protected and the various limit settings by time / current -Routing curve of the circuit breaker are defined, as these values are currently set. When switched on, the light-emitting diodes indicate by means of the label assigned to each display which value is represented by the numerical displays 80 and 82 at any time. If desired, the numerical values displayed on the numerical displays 80 and 82 can also be sent to a remote location via the SER AUS connection of the data I / O system 174.
Bei der folgenden Erläuterung der in Fig. 5 dargestellten Frontplatte der Auslöseeinheit soll von oben nach unten vorgegangen werden. Die Leuchtdiodenanzeige 84 trägt links die Bezeichnung «Phasenstrom» und rechts die Bezeichnung «Erdstrom». Wenn die Leuchtdiode eingeschaltet ist, bedeuetet dies, dass die derzeitige, auf den Einheitswert bezogene Stromstärke in der zu schützenden dreiphasigen Schaltung in der linken numerischen Anzeige 80 zur Anzeige gebracht wird und dass der derzeitige, auf eine Einheit bezogene Wert des Erdstroms in der zu schützenden Schaltung auf der rechten digitalen Anzeige 82 angezeigt wird. In ähnlicher Weise trägt die Leuchtdiode 86 die Bezeichnung «Spitzen-KW-Einstellwert» bzw. «Spitzen-KW seit letztem Rücksetzen». In the following explanation of the front plate of the release unit shown in FIG. 5, the procedure is to proceed from top to bottom. The light-emitting diode display 84 bears the designation “phase current” on the left and the designation “earth current” on the right. When the light emitting diode is switched on, this means that the current unit current value in the three-phase circuit to be protected is shown in the left numerical display 80 and that the current unit current value of the earth current in the one to be protected Circuit is shown on the right digital display 82. In a similar way, the light-emitting diode 86 bears the designation “peak KW setting value” or “peak KW since last reset”.
Wenn diese Leuchtdiode eingeschaltet ist, ist der in der linken numerischen Anzeige 80 dargestellte Wert der von der zu schützenden Schaltung gelieferte Kilo watt-Wert, der die Erzeugung eines «Nachfrage»-Signals durch das Daten-Eingabe/Ausgabe-System veranlasst. Auf der numerischen Anzeige 82 wird der Spitzenwert der Kilowattzahl angegeben, die seit dem letzten Zurückstellen der Anzeige (durch den rechts daneben befindlichen Druckknopf 105) durch den Schalter gezogen wurden. Die Leuchtdioden 88 und 90 zeigen entsprechend «derzeitige KW» und «MW x Stunden» bzw. den mit der Leitungsspannung wie folgt multiplizierten Leistungsfaktor («PF x Leitungsspannung») an: When this light emitting diode is switched on, the value shown in the left numerical display 80 is the kilowatt value supplied by the circuit to be protected, which causes the generation of a “demand” signal by the data input / output system. The numerical display 82 shows the peak value of the kilowatt number which have been pulled by the switch since the display was last reset (by the pushbutton 105 to the right of it). The LEDs 88 and 90 indicate "current KW" and "MW x hours" or the power factor ("PF x line voltage") multiplied by the line voltage as follows:
Derzeitige KW = derzeitiger Phasenstrom x Current KW = current phase current x
X (Leistungsfaktor x Leitungsspannung) X (power factor x line voltage)
von Bedienungsperson über Frontplatte eingegeben tatsächliche Megawatt-Stunden = (MW x Stunden) x System-Nennleistung Actual megawatt hours entered by operator via front panel = (MW x hours) x system nominal power
Hierdurch kann ein Benutzer auf einfachere Weise für sein System Energiemanagementfunktionen wahrnehmen. Es wird nicht nur eine dauernde Anzeige der augenblicklichen Nachfrage, der Spitzennachfrage und des Gesamtenergieverbrauchs geschaffen, sondern darüber hinaus kann durch das über das Daten-E/A-System in Abhängigkeit der «Spitzen-KW»-Übgr-wachungsfunktion gelieferte Ausgangssignal eine Alarmierung oder automatische Lastabschaltung erfolgen. This enables a user to perform energy management functions for his system in a simpler manner. Not only is a permanent display of the current demand, the peak demand and the total energy consumption created, but also an alarm or the output signal supplied via the data I / O system depending on the «peak KW» monitoring function automatic load shutdown.
Nach Wunsch kann dem Leistungsschalter 10 ein Potential5 If desired, the circuit breaker 10 can have a potential 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
7 7
659 732 659 732
wandler hinzugefügt werden, um die Leiterspannung zu überwachen, so dass das Eingeben eines Wertes der Leitungsspannung nicht notwendig ist. Weiterhin könnte ein Hochge-schwindigkeits-ADU hinzugefügt werden, um die Leitungsspannung und den Phasenstrom mit einer so hohen Geschwindigkeit abzutasten, dass eine direkte Berechnung der Leistung möglich ist, so dass die Bedienungsperson nicht mehr den Leistungsfaktor eingeben muss. converters can be added to monitor the line voltage so that it is not necessary to enter a value for the line voltage. Furthermore, a high speed ADC could be added to sample the line voltage and phase current at such a high speed that the power can be calculated directly so that the operator no longer has to enter the power factor.
Unter dem Leistungssteckeinsatz 78 erkennt man eine Reihe von Leuchtdioden, die die Bezeichnung «Sofort», «lange Verzögerung», «kurze Verzögerung» und «Erdschluss» tragen. Links von der Reihe der Leuchtdioden findet sich die Beschriftung «Strom-Ansprechwert», rechts die Beschriftung «Zeit in». Wenn die mit «Sofort» beschriftete Leuchtdiode 92 leuchtet, so bedeutet dies, dass der Wert des Stroms, welcher zu einer sofortigen Abschaltung führt, derzeit in der linken digitalen Anzeige 80 zur Anzeige gelangt. Per definitionem erfolgt die sofortige Auslösung unmittelbar, so dass keine entsprechende Zeit angezeigt wird und die Anzeige 82 leer ist. Wenn die Leuchtdiode 94 mit der Bezeichnung «lange Verzögerung» leuchtet, so zeigt dies an, dass die linke numerische Anzeige 80 derzeit den Stromwert anzeigt, bei dem eine lange verzögerte Auslösung eingeleitet wird, während die rechte numerische Anzeige 82 in Sekunden den Zeitparameter einer lange verzögerten Auslösung darstellt. Diese Zeit- und Stromwerte entsprechen der oben im Zusammenhang mit der Zeit/Strom-Auslösekurve des Leistungsschalters erläuterten lange verzögerten Auslösung. A series of light-emitting diodes can be seen under the power plug-in insert 78, which have the designations “immediately”, “long delay”, “short delay” and “earth fault”. On the left of the row of light-emitting diodes there is the label "Current response value", on the right the label "Time in". If the LED 92 labeled “Immediately” lights up, this means that the value of the current which leads to an immediate shutdown is currently being shown in the left digital display 80. By definition, the immediate triggering occurs immediately, so that no corresponding time is displayed and the display 82 is empty. If the LED 94 with the designation “long delay” lights up, this indicates that the left numerical display 80 currently shows the current value at which a long delayed trip is initiated, while the right numerical display 82 shows the time parameter of a long time in seconds delayed triggering. These time and current values correspond to the long delayed trip explained above in connection with the time / current trip curve of the circuit breaker.
Wenn die Leuchdiode 96 mit der Bezeichnung «kurze Verzögerung» leuchtet, zeigt die linke numerische Anzeige 80 den Stromwert an, welcher eine kurz verzögerte Auslösung veranlasst, während die rechte numerische Anzeige 82 in Perioden die Zeitdauer einer kurz verzögerten Auslösung angibt. Wenn die Leuchdiode 98 mit der Beschriftung «Erdschluss» leuchtet, zeigt die linke numerische Anzeige 80 den Wert des Erdstroms an, der eine Erdschluss-Auslösung veranlasst, während die rechte numerische Anzeige 82 die Anzahl von Perioden anzeigt, die zwischen der Erfassung des Erdschlussstroms und dem Befehl zum Auslösen des Trennschalters liegen. When the LED 96 labeled "short delay" is lit, the left numerical display 80 shows the current value which causes a briefly delayed trip, while the right numerical display 82 indicates the period of a short delayed trip in periods. When the LED 98 labeled "Earth Fault" is lit, the left numerical display 80 shows the value of the earth current that causes an earth fault to trip, while the right numerical display 82 shows the number of periods between the detection of the earth fault current and the command to trigger the disconnector.
Wie man aus Fig. 5 ersieht, besitzen einige der Beschriftungen das Symbol eines voll ausgezeichneten Kreises, wohingegen andere Beschriftungen ein voll ausgezogenes Quadrat aufweisen. Die kreisförmigen Symbole zeigen an, dass der zu der jeweiligen Beschriftung gehörige Parameter als Vielfaches der Systemnennleistung angezeigt wird. As can be seen from Figure 5, some of the labels have the symbol of a full circle, whereas other labels have a solid square. The circular symbols indicate that the parameter belonging to the respective label is displayed as a multiple of the system nominal power.
Die mit einem rechteckigen Symbol versehenen Parameter werden als Vielfache der Leistungssteckeinsatz-Nennleistung angezeigt. Als Beispiel sei angenommen, dass die Anzeigen 80 und 82 momentan die Werte 0,61 bzw. 0,003 anzeigen und die Leuchtdiode 84 erleuchtet sei. Dies bedeutet einen derzeitigen Phasenstrom von 976 Ampere (0,61 x System-Nennleistung = 0,61 x 1600 A = 976) und einen derzeitigen Erdstrom von 3,6 Ampere (0,003 x Leistungssteckeinsatz-Nennleistung = 0,003 x 1200 A = 3,6 A). The parameters with a rectangular symbol are displayed as multiples of the nominal power rating. As an example, assume that the displays 80 and 82 currently show the values 0.61 and 0.003 and the light-emitting diode 84 is illuminated. This means a current phase current of 976 amperes (0.61 x system nominal power = 0.61 x 1600 A = 976) and a current earth current of 3.6 amperes (0.003 x power connector insert nominal power = 0.003 x 1200 A = 3.6 A).
Ein Paar von Miniaturschaltern 102 und 104, die die Bezeichnung «I2T-Verhalten» tragen, werden zum Variieren der Form der Zeit/Strom-Auslösekurve in den Bereichen für kurze Verzögerung, bzw. Erdschluss verwendet. Wenn die Schalter 102 und 104 in der unteren Stellung sind, bedeutet dies, dass die abschnitte «Erdschluss» und «kurze Verzögerung» der Kurve nicht eine I2T-Schräge übersteigen, sondern stattdessen hozizontal verlaufen. Wenn die Schalter 102 und 104 in der oberen Stellung sind, wird die I2T-Kennlinie verwendet, und die Auslösung mit kurzer Verzögerung hat die in Fig. 4 dargestellte Gestalt. A pair of miniature switches 102 and 104, labeled "I2T behavior", are used to vary the shape of the time / current trip curve in the short delay and earth fault areas, respectively. If switches 102 and 104 are in the down position, this means that the “earth fault” and “short delay” sections of the curve do not exceed an I2T slope, but instead run horizontally. When switches 102 and 104 are in the up position, the I2T characteristic is used and the short delay trip is as shown in FIG.
Ein an den zugehörigen Schaltkreis angeschlossener Potentialwandler könnte dazu verwendet werden, Daten betreffend die Leitungsspannung zu erhalten, und eine schnelle Abtastung und eine direkte Multiplikation der Augenblickswerte des Phasenstroms und der Leitungsspannung könnten zum Berechnen der Wirkleistung herangezogen werden. Das hier offenbarte Verfahren jedoch stellt ein geeignetes und kostenwirksames Verfahren dar, welches die bei Potentialwandlern auftretenden Isolationsprobleme vermeidet. A potential converter connected to the associated circuit could be used to obtain data relating to the line voltage, and rapid sampling and direct multiplication of the instantaneous values of the phase current and the line voltage could be used to calculate the active power. However, the method disclosed here represents a suitable and cost-effective method which avoids the insulation problems which occur with potential converters.
Zusammengefasst: Im normalen Betrieb werden die folgenden, Verarbeitungsschritte nacheinander ausgeführt, wobei sich die gesamte Sequenz pro Sekunde 60 mal wiederholt: Spitzen-KW, MW-Stunden-Integration, sofortige Auslösung, lang verzögerte Auslösung, kurz verzögerte Auslösung und Erdschlussauslösung. In summary: In normal operation, the following processing steps are carried out one after the other, with the entire sequence being repeated 60 times per second: peak KW, MW-hour integration, immediate tripping, long-delayed tripping, short-delayed tripping and ground fault tripping.
Darüber hinaus werden die folgenden Werte nacheinander paarweise angezeigt, wobei jede Anzeige 4 Sekunden dauert: DERZEITIGER PHASENSTROM — DERZEITIGER ERDSTROM, SPITZEN-KW-EINSTELLWERT (Nachfrage) — SPITZEN-KW SEIT RÜCKSETZEN, DERZEITIGE KW-MWH, LEISTUNGFAKTOR x LEITUNGSSPANNUNG, ANSPRECHWERT FÜR SOFORTIGE AUSLÖSUNG-ZEIT, ANSPRECHWERT FÜR LANGE VERZÖGERUNG-ZEIT, ANSPRECHWERT FÜR KURZE VERZÖGERUNG-ZEIT, ANSPRECHWERT FÜR ERDSCHLUSS-ZEIT. In addition, the following values are displayed in pairs, with each display lasting 4 seconds: CURRENT PHASE CURRENT - CURRENT EARTH CURRENT, PEAK KW SET VALUE (demand) - RESET PEAK KW, CURRENT MW MWH, POWER FACTOR x LINE VOLTAGE, REQUIRED RESPONSE TRIP TIME, RESPONSE VALUE FOR LONG DELAY TIME, RESPONSE VALUE FOR SHORT DELAY TIME, RESPONSE VALUE FOR PEAK LOCK TIME.
Betriebsart 3: Überstrom- und Auslösebetriebsart Operating mode 3: overcurrent and tripping mode
In dieser Betriebsart wird gearbeitet, wenn entweder der Phasenstrom über dem Ansprechwert für lange Verzögerung liegt oder der Erdstrom über dem Ansprechwert für Erdstrom liegt. Die Abfolge der angezeigten Werte und der Leuchtdiodenanzeige wird wie in der Betriebsart 2 fortgesetzt, selbst wenn der Leistungsschalter überlastet ist. Darüber hinaus wird die Leuchtdiode 94 für den Ansprechwert für lange Verzögerung eingeschaltet. This operating mode is used when either the phase current is above the response value for long delay or the earth current is above the response value for earth current. The sequence of the displayed values and the LED display continues as in operating mode 2, even if the circuit breaker is overloaded. In addition, the LED 94 for the response value for long delay is switched on.
Wenn die Überstrom- oder Erdschlussbedingung andauert, leitet die Auslöseeinheit eine Auslösung nach Massgabe der von dem Benutzer geladenen Zeit/Strom-Auslösekennlinie ein. If the overcurrent or earth fault condition persists, the trip unit initiates trip according to the time / current trip characteristic loaded by the user.
Wenn eine Auslösung erfolgt, wird die die Auslösung in Gang setzende Funktion (lange Verzögerung, kurze Verzögerung, sofortiges Ansprechen oder Erdschluss) auf der Frontplatte durch Erregen der entsprechenden Leuchtdiode, 92, 94, 96 oder 98 angezeigt. Die Information über die Ursache der Auslösung wird von dem Daten-E/A-System an die Fernanzeige 145 gegeben. Zusätzlich wird der auf die Einheit bezogene Phasen- oder Erdschlussstrom, der die Auslösung verursacht hat, auf der numerischen Anzeige 80 angezeigt und festgehalten. When a trip occurs, the function that triggers the trip (long delay, short delay, immediate response or earth fault) is indicated on the front panel by energizing the corresponding LED, 92, 94, 96 or 98. The information about the cause of the trip is provided by the data I / O system to the remote display 145. In addition, the phase or earth leakage current related to the unit that caused the trip is shown and recorded on the numerical display 80.
Zusätzlich zu der seitens des Mikrocomputers veranlassten Auslösung weist der Leistungsschalter die Thermoschalter 141 als Sicherungssystem auf. Sollte dieses System eine Auslösung in Gang setzen, wird die «Sofort»-Leuchtdiode 92 erleuchtet, auf der numerischen Anzeige wird ein Wert von 15,93 Stromeinheiten angezeigt, und von dem Daten-E/A-System wird ein Signal «Sofort» abgegeben. In addition to the trip initiated by the microcomputer, the circuit breaker has the thermal switch 141 as a fuse system. If this system triggers, the "Immediate" LED 92 is illuminated, the numeric display shows a value of 15.93 current units and an "Immediate" signal is emitted from the data I / O system .
Betriebsart 4: Parametereinstellung Operating mode 4: parameter setting
Wie man aus Fig. 5 ersieht, enthält die Frontplatte der Auslöseeinheit ausserdem mehrere Grenzwertpotentiometer, die den verschiedenen Beschriftungen auf der Frontplatte der Auslöseeinheit zugeordnet sind. Diese Potentiometer sind vorgesehen, damit eine Bedienungsperson die Schaltungsanordnung der Auslöseeinheit einstellen kann, um die Art der Auslösekennlinien zu definieren, die von der Auslegung des gesamten elektrischen Verteilungssystems gefordert werden. Wenn eine Bedienungsperson eines der Potentiometer auswählt, beispielsweise das Potentiometer «Stromansprechwert SOFORT» 112, so wird diese Einstellung von der Schaltung der Auslöseeinheit erfasst, und die sequentielle Anzeige der Werte wird unterbrochen. Der eingestellte Parameterwert wird sofort auf der numerischen Anzeige angezeigt, und die entsprechende Leuchtdiodenanzeige wird eingeschaltet. Wenn z.B. gewünscht wird, den Stromansprechwert für die sofortige Auslösung einzustellen, steckt die As can be seen from Fig. 5, the front panel of the trip unit also contains a plurality of limit potentiometers which are assigned to the various labels on the front panel of the trip unit. These potentiometers are provided so that an operator can adjust the circuit arrangement of the tripping unit in order to define the type of tripping characteristics that are required by the design of the entire electrical distribution system. If an operator selects one of the potentiometers, for example the potentiometer “current response value IMMEDIATELY” 112, this setting is detected by the circuit of the trip unit and the sequential display of the values is interrupted. The set parameter value is immediately shown on the numerical display and the corresponding LED display is switched on. If e.g. if you want to set the current response value for immediate tripping, insert the
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
659 732 659 732
8 8th
Bedienungsperson einen Schraubendreher oder ein anderes Werkzeug in das Potentiometer 112 und dreht es. Sofort erleuchtet die Leuchtdiodenanzeige «Sofort» 92, und der derzeitige Stromansprechwert für die sofortige Auslösung wird auf der numerischen Anzeige 80 angezeigt. Diese Zahl wird im auf Einheiten bezogenen Format angegeben, d.h. als Vielfaches der System-Nennleistung, wie es durch das ausgezogene runde Symbol spezifiziert wird. Wenn also das Potentiometer 112 gedreht wird, ändert sich der in der Anzeige 80 dargestellte Wert langsam, indem er in diskreten Schritten von beispielsweise 1,00 bis zu dem maximal zulässigen Wert ansteigt, wie er innerhalb der Auslöseeinheit gespeichert ist. Dieser Wert beträgt hier 10,0. Wenn der gewünschte Wert erreicht ist, wird die Einstellung des Potentiometers beendet und die Auslöseeinheit nimmt ihre sequentielle Abtastung und Anzeige der derzeitigen Werte und Einstellungen wieder auf. In ähnlicher Weise kann jedes der Potentiometer auf der Frontplatte der Auslöseeinheit eingestellt werden, um die gewünschte Parametereinstellung vorzunehmen. Operator puts a screwdriver or other tool into potentiometer 112 and turns it. The “Immediate” LED display 92 lights up immediately and the current current response value for immediate tripping is shown on the numerical display 80. This number is given in unit format, i.e. as a multiple of the system nominal power, as specified by the solid round symbol. Thus, when the potentiometer 112 is rotated, the value shown in the display 80 changes slowly, increasing in discrete steps from, for example, 1.00 to the maximum permissible value as it is stored within the trip unit. This value is 10.0 here. When the desired value is reached, the setting of the potentiometer is terminated and the trigger unit resumes its sequential scanning and display of the current values and settings. Similarly, each of the potentiometers on the front panel of the trip unit can be adjusted to make the desired parameter setting.
In der Vergangenheit hat die Einstellung von Parameterwerten unter Verwendung von Potentiometern in Verbindung mit digitalen Schaltungen Probleme aufgeworfen. Es bestand beispielsweise die Tendenz, dass sich der eingestellte Wert eines Potentiometers von Minute zu Minute änderte, was unmittelbar zu einem anderen angezeigten Wert führte. Dies verursachte eine lästige schnelle Änderung der Anzeige, welche die Einstellung schwierig machte. Weiterhin verursachten Temperaturschwankungen und andere weniger wichtige Störungen in der Schaltung eine Änderung der Anzeige und des eingestellten Wertes des Potentiometers, selbst wenn keine Einstellung vorgenommen wurde. Darüber hinaus verhinderte früher manchmal ein Fehler des Potentiometers, dass der festgelegte Parameter überhaupt lesbar war. In the past, setting parameter values using potentiometers in connection with digital circuits has caused problems. For example, there was a tendency for the set value of a potentiometer to change from minute to minute, which immediately led to a different displayed value. This caused an annoying quick change in the display which made setting difficult. Furthermore, temperature fluctuations and other less important faults in the circuit caused a change in the display and the set value of the potentiometer, even if no setting was made. In addition, an error in the potentiometer previously sometimes prevented the specified parameter from being read at all.
Um diese Probleme zu vermeiden, verwendet die vorliegende Erfindung die Potentiometer zum Auswählen eines von acht vorbestimmten Parameterwerten, die in dem ROM des Mikrocomputers der Auslöseeinheit gespeicher sind. Somit dient das Potentiometer als diskreter Mehrstellungsschalter anstelle einer kontinuierlich veränderbaren EinStelleinrichtung. Im Falle des Versagens eines Potentiometers wählt die Auslöseeinheit den engsten Wert des dem fehlerhaften Potentiometer zugeordneten Parameters für die Verwendung bei den Überwachungsfunktionen aus. To avoid these problems, the present invention uses the potentiometers to select one of eight predetermined parameter values stored in the ROM of the trip unit microcomputer. The potentiometer thus serves as a discrete multi-position switch instead of a continuously adjustable setting device. If a potentiometer fails, the trip unit selects the narrowest value of the parameter associated with the faulty potentiometer for use in the monitoring functions.
Um die Einstellung noch bequemer zu gestalten, enthält die Auslöseeinheit eine Hystereseeigenschaft, die im einzelnen im Abschnitt III.C. beschrieben wird. To make the setting even more convenient, the trip unit contains a hysteresis feature, which is described in detail in section III.C. is described.
Ferner können Parameter von einer externen Schaltung über den Anschluss SER EIN des Daten-E/A-Systems 174 eingegeben werden. Furthermore, parameters can be entered from an external circuit via the SER IN connector of the data I / O system 174.
Betriebsart 5: Testbetrieb Operating mode 5: test mode
Die hier dargestellte Auslöseeinheit weist ausserdem eine TEST-Betriebsart auf. Durch Drücken eines der Druckknopfschalter 128, 130 kann eine Überstrombedingung bzw. eine Erdschlussbedingung simuliert werden. Wenn sich der Schalter 106 in der Stellung «nicht auslösen» befindet, bestimmt sich der zu simulierende Fehlerstromwert durch die Einstellung des Potentiometers 120, wenn der Schalter 128 oder 130 gedrückt ist. Befindet sich der Schalter 106 in der Stellung «auslösen», werden feste Werte für den Fehlerstrom simuliert. Diese simulierte Überstrom- oder Erdschlussbedingung führt entweder zu einem tatsächlichen Öffnen der Kontakte des Leistungsschalters oder nicht, wie es durch die Einstellung des «auslösen»/«nicht auslö-sen»-Schalters 106 bestimmt wird. In jedem Fall wird der Test nach dem Loslassen der Druckknöpfe 128, 130 eingeleitet, was das Aufleuchten der «Testbetrieb»-Leuchtdiode 100 zur Folge hat. Wenn der Verzögerungszeitraum zu Ende geht, wird die entsprechende Leuchtdiode 92, 99 oder 96 erleuchtet, wodurch die erfolgreiche Beendigung des Tests angezeigt wird. Wenn der Schalter 106 in die Stellung «auslösen» gebracht ist, öffnen sich auch die Kontakte des Leistungsschalters. The trip unit shown here also has a TEST mode. An overcurrent condition or an earth fault condition can be simulated by pressing one of the push-button switches 128, 130. If switch 106 is in the "do not trip" position, the fault current value to be simulated is determined by the setting of potentiometer 120 when switch 128 or 130 is pressed. If the switch 106 is in the “trigger” position, fixed values for the fault current are simulated. This simulated overcurrent or earth fault condition either leads to an actual opening of the contacts of the circuit breaker or does not, as is determined by the setting of the “trip” / “not trip” switch 106. In any case, the test is initiated after the pushbuttons 128, 130 are released, which causes the “test mode” light-emitting diode 100 to light up. When the delay period ends, the corresponding LED 92, 99 or 96 is illuminated, indicating that the test has been successfully completed. When the switch 106 is in the "trip" position, the contacts of the circuit breaker also open.
Durch die Verwendung der Testbetriebsart bei der Schalterstellung «kein Auslösen» kann eine Bedienungsperson jeden gewünschten Punkt in der Zeit/Strom-Auslösekennlinie prüfen. Er tut dies durch Drücken des gewünschten Testknopfes 128 oder 130, und durch Eingeben des gewünschten Vielfachens des maximalen Dauerstroms über das Test-Potentiometer 120. Dann Iässt er den gewünschten Phasen- oder Erdschluss-Testknopf 128 oder 130 los. Die Auslöseeinheit simuliert einen Fehler bei dem Pegel des über das Test-Potentiometer 120 eingegebenen Vielfachen des maximalen Dauerstroms und simuliert eine Auslösung, ohne dass die Kontakte tatsächlich geöffnet werden. By using the test mode with the switch set to “no tripping”, an operator can check every desired point in the time / current tripping characteristic. He does this by pressing the desired test button 128 or 130 and by entering the desired multiple of the maximum continuous current via the test potentiometer 120. Then he releases the desired phase or earth fault test button 128 or 130. The trip unit simulates an error in the level of the multiple of the maximum continuous current entered via the test potentiometer 120 and simulates a trip without actually opening the contacts.
Nach Beendigung des Tests wird die Leuchtdiode 92, 94, 96 oder 98 eingeschaltet, um anzuzeigen, ob der ausgelöste Schalter in der Betriebsart «sofort», «lange Verzögerung», «kurze Verzögerung» oder «Erdschluss» ausgelöst hat. Die Anzeige 80 zeigt im Einheitswert die Stromstärke an, bei der der Leistungsschalter «ausgelöst», d.h. «abgeschaltet» wurde (dieser Wert ist derselbe Wert, der über das Potentiometer 120 eingegeben wurde), und die Anzeige 82 zeigt die Anzahl von Sekunden oder Perioden (was durch die Leuchtdiode 92, 94, 96 oder 98 spezifiziert wird), die auf das Einleiten des Tests, bei dem der Schalter ausgelöst wurde, gefolgt sind. After the test, the LED 92, 94, 96 or 98 is switched on to indicate whether the triggered switch has triggered in the "immediate", "long delay", "short delay" or "earth fault" mode. The display 80 shows in the unit value the current at which the circuit breaker "tripped", i.e. Has been "turned off" (this value is the same value entered via potentiometer 120) and display 82 shows the number of seconds or periods (as specified by light emitting diode 92, 94, 96 or 98) that correspond to the Initiate the test that triggered the switch followed.
Während der Durchführung eines Tests erfolgt eine Bestimmung, welcher von den folgenden Werten der grössere Wert ist: tatsächlicher Phasen- (oder Erd-)Strom oder simulierter Phasen-(oder Erd-)Strom; der grössere der zwei verglichenen Werte wird mit den verschiedenen Einstellwerten verglichen. Auf diese Weise kann ein Test stattfinden, ohne dass die Schutzfunktion untebrochen oder ausgesetzt wird. Wenn weiterhin der simulierte Strom grösser ist als der tatsächliche Strom, beide Werte jedoch grösser sind als der Ansprechwert für lange Verzögerung, erfolgt am Ende des Tests eine Auslösung, und zwar ungeachtet der Stellung des «auslösen»/«nicht auslösen»-Schalters 106. During the execution of a test, a determination is made as to which of the following values is the greater value: actual phase (or earth) current or simulated phase (or earth) current; the larger of the two compared values is compared with the different setting values. In this way, a test can take place without the protective function being interrupted or suspended. If the simulated current is still greater than the actual current, but both values are greater than the response value for a long delay, a trip occurs at the end of the test, regardless of the position of the “trigger” / “do not trigger” switch 106.
Die Bedienungsperson kann dann den angezeigten Zeit/Strom-Wert aufzeichnen, um zu sehen, ob dieser Punkt auf der gewünschten Zeit/Strom-Auslösekennlinie liegt. Auf diese Weise kann jede beliebige Anzahl von Punkten getestet werden, was eine vollständige Verifizierung der in die Auslöseeinheit eingegebenen Auslösekennlinie gestattet. The operator can then record the displayed time / current value to see if that point is on the desired time / current trip characteristic. In this way, any number of points can be tested, which allows a complete verification of the tripping characteristic input into the tripping unit.
C. Fernanzeige und Spannungsversorgung C. Remote display and power supply
An die Auslöseeinheit 26 kann weiterhin eine Fernanzeige und Spannungsversorgung 145 angeschlossen sein. Dieses Gerät schafft die Möglichkeit, an einer von dem Leistungsschalter 10 entfernten Stelle eine Anzeige darüber zu erhalten, dass der Schalter ausgelöst wurde und was die Ursache für die Auslösung war. Weiterhin kann das Gerät 145 anzeigen, wenn die Spitzen-Leistungsnachfrage einen voreingestellten Grenzwert überschritten hat. Diese Anzeigen erfolgen über vier Leuchtdioden, die folgenden Bedingungen entsprechen: «Spitzen-KW-Nachfrage überschritten», «Überstromauslösung» (lange Verzögerung), «Kurzschlussauslösung» (sofortige, kurz verzögerte oder thermische Auslösung) und «Erdschlussauslösung». A remote display and power supply 145 can also be connected to the trigger unit 26. This device makes it possible to receive an indication at a location remote from the circuit breaker 10 that the switch has tripped and what caused the tripping. Device 145 may also indicate when the peak power demand has exceeded a preset limit. These displays are made via four LEDs, which meet the following conditions: "Peak KW demand exceeded", "overcurrent tripping" (long delay), "short-circuit tripping" (immediate, short-delayed or thermal tripping) and "earth-fault tripping".
Ausserdem sind in der Fernanzeige 145 zwei Relais vorgesehen. Ein Relais wird bei Erhalt einer Spitzen-KW-Nachfrage-Anzeige betätigt, um eine automatische Lastabschaltung zu ermöglichen. Das andere Relais wird bei Erhalt irgendeiner Art von Auslöse-Anzeige betätigt, um eine Alarmglocke oder eine Alarmlampe einzuschalten oder eine andere gewünschte Funktion einzuleiten. In addition, two relays are provided in the remote display 145. A relay is activated upon receipt of a peak KW demand display to enable an automatic load cut-off. The other relay is actuated upon receipt of any type of trip indicator to turn on an alarm bell or lamp, or to initiate another desired function.
Das Gerät 145 enthält weiterhin eine von der Wechselstromleitung gespeiste Spannungsversorgung, die 32 Volt Gleichspannung abgibt. Der Ausgang dieser SpannungsVersorgung ist The device 145 also includes a power supply that is powered by the AC line and that supplies 32 volts DC. The output of this voltage supply is
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
9 9
659 732 659 732
an den in Fig. 2 gezeigten Anschluss EXT DG 148 angeschlos- : sen. • - • to the EXT DG 148 connection shown in Fig. 2: sen. • - •
Eine ausführliche Beschreibung der Schaltungsanordnung der Fernanzeige und Spannungsversorgung ist im Abschnitt III. E. enthalten. A detailed description of the circuitry of the remote display and power supply is given in section III. E. included.
III. BESCHREIBUNG DER ELEKTRISCHEN SCHALTUNG - III. DESCRIPTION OF ELECTRICAL CIRCUIT -
A. Arithmetisch-logischer und Steuer-Prozessor A. Arithmetic logic and control processor
Der arithmetisch-logische Und Steuer-Prozessor 154 ist ein Mikrocomputer 8048 der Firma INTEL Corporation. Aus Fig. 5 A ist ersichtlich, dass der einzelne 40 Anschlussstifte aufweisende Baustein folgende Funktionen enthält: eine arithmetisch-logische Einheit von 8 Bits, eine Steuereinheit, einen 1 K x 8-Bit-ROM-Programmspeicher 153, einen 64 x 8-Bit-RAM-Datenspeicher 157, einen bidirektionalen 8-Bit-Datenbus 172 und zwei quasi-bidirektionale 8-Bit-Ports PORT 1 und PORT 2. Weiterhin sind zusätzliche Steuerleitungen vorgesehen. Hinsichtlich einer ausführlicheren Beschreibung sei verwiesen auf das schon oben erwähnte MST48 Microcomputer Users Manual. Unter Bezugnahme auf die Figuren, speziell auf Fig. 2, The arithmetic-logic and control processor 154 is an 8048 microcomputer from INTEL Corporation. It can be seen from FIG. 5 A that the individual module having 40 pins contains the following functions: an arithmetic-logic unit of 8 bits, a control unit, a 1K x 8-bit ROM program memory 153, a 64 x 8-bit RAM data memory 157, a bidirectional 8-bit data bus 172 and two quasi-bidirectional 8-bit ports PORT 1 and PORT 2. Additional control lines are also provided. For a more detailed description, please refer to the MST48 Microcomputer Users Manual mentioned above. Referring to the figures, specifically Fig. 2,
soll nun die Verschaltung des Mikrocomputers 154 beschrieben werden. The interconnection of the microcomputer 154 will now be described.
Der achtadrige Datenbus 172 ist an die acht Ausgangsanschlüsse des ADU 156 angeschlossen. Die 8 Bits umfassenden Digitalwerte, die von dem ADU geliefert werden, werden dadurch von dem Mikrocomputer 154 durch folgende Sequenz gelesen: Auf der WR-Leitung des Mikrocomputers 154 wird ein Impuls an den ADU 156 gegeben, der dem ADU befiehlt, die an seinen Eingangsanschlüssen anstehende Analoggrösse in einen 8-Bit-Digitalwert umzuwandeln. Nach Beendigung des Umwandlungsvorganges erzeugt der ADU 156 auf der an den Tl-Testanschluss des Mikrocomputers angeschlossen Leitung einen Impuls. Der Mikrocomputer erzeugt dann einen Impuls auf der RD-Leitung, welcher das von dem ADU erzeugte Bit-Muster in den Akkumulator des Mikrocomputers 154 überträgt. The eight-wire data bus 172 is connected to the eight output connections of the ADU 156. The 8-bit digital values provided by the ADC are thereby read by the microcomputer 154 in the following sequence: On the WR line of the microcomputer 154, a pulse is given to the ADC 156 which commands the ADC to operate on its input terminals convert the pending analog variable into an 8-bit digital value. After the conversion process is complete, the ADU 156 generates a pulse on the line connected to the Tl test port of the microcomputer. The microcomputer then generates a pulse on the RD line which transfers the bit pattern generated by the ADC to the accumulator of the microcomputer 154.
Der Datenbus 172 ist ausserdem an das Daten-Eingabe/Ausgabe-System 174 angeschlossen, um der Auslöseeinheit 26 zu ermöglichen, mit anderen Leistungsschaltern und mit der Fernanzeige/Spannungsversorgung 145 in Übermittlungsverbindung zu treten. Das Daten-Eingabe/Ausgabe-System wird im Abschnitt III.G. vollständig beschrieben werden. The data bus 172 is also connected to the data input / output system 174 to enable the trip unit 26 to communicate with other circuit breakers and with the remote display / power supply 145. The data input / output system is described in section III.G. be fully described.
Port 1 und Port 2 des Mikrocomputers schaffen die Möglichkeit, mit anderen Bauelementen der Auslöseeinheit 26 Information auszutauschen und Steuerungsaufgaben wahrzunehmen. Die spezielle Verschaltung soll im folgenden beschrieben werden. Port 1 and port 2 of the microcomputer make it possible to exchange information with other components of the release unit 26 and to perform control tasks. The special connection will be described in the following.
Port 1: Port 1:
Leitung 0, Leitung 1, Leitung 2: Diese Leitungen liefern die Kanaladresseninformation vom Mikrocomputer 154 an den Multiplexer 158, wie in Fig. 2 bei 188 angedeutet ist. Line 0, Line 1, Line 2: These lines provide the channel address information from the microcomputer 154 to the multiplexer 158, as indicated at 188 in FIG. 2.
Leitung 3: Diese Leitung (180 in Fig. 2) betätigt den FET 182, um die an den ADU 156 gegebene Bezugsspannung zu ändern und dadurch die Auflösung für die Phasenstrommessung für lange Verzögerung zu erhöhen. Line 3: This line (180 in Fig. 2) actuates the FET 182 to change the reference voltage given to the ADC 156 and thereby increase the resolution for the phase current measurement for long delay.
Leitung 4: Diese Leitung aktiviert den Transistor 192 zum Erregen der Auslösespule 22 und zum Veranlassen des Mechanismus 22, die Kontakte 18 des Schalters zu öffnen. Leitung 4 ist in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 190 kenntlich gemacht. Line 4: This line activates transistor 192 to energize trip coil 22 and cause mechanism 22 to open contacts 18 of the switch. Line 4 is identified in FIG. 2 by the reference number 190.
Leitung 5: Diese Leitung betätigt den FET 186 zum Erden des Ausgangs des Multiplexers 158, wodurch ebenfalls der Eingang des Multiplexers 148, der zu dieser Zeit ausgewählt ist, geerdet wird. Dadurch kann das Aktivieren der Leitung 5 (184 in Fig. 2) die Spitzenwertgleichrichter 160 und 162 zurücksetzen, wenn diese von dem Multiplexer 158 ausgewählt werden. Line 5: This line actuates FET 186 to ground the output of multiplexer 158, thereby also grounding the input of multiplexer 148 that is selected at that time. This can enable line 5 (184 in FIG. 2) to reset peak rectifiers 160 and 162 when selected by multiplexer 158.
Leitung 6: Diese Leitung aktiviert die Chipauswahl-(Chip Select), Klemme des externen ROM, wenn eine Leseoperation durchgeführt wird. Line 6: This line activates the chip select terminal of the external ROM when a read operation is performed.
Leitung 7: Diese Leitung (178 in Fig. 2) erregt die Spannungsversorgung 176 des Daten-Eingabe/Ausgabe-Systems 174 periodisch. Line 7: This line (178 in FIG. 2) periodically energizes the power supply 176 of the data input / output system 174.
Port 2: Port 2:
Leitung 0, Leitung 1, Leitung 2, Leitung 3: Diese Leitungen übertragen die von dem Mikrocomputer 154 an die Frontplatten-Anzeigevorrichtung 155 gesendeten Daten. Wie man aus Fig. 6 ersieht, gelangen diese Digitalwerte über die genannten Leitungen an einen Zwischenspeicher-Decoder 194 zwecks Anzeige auf den numerischen Anzeigen 80 und 82. Leitung 0, Leitung 1 und Leitung 2 (207 in Fig. 6 und 7) übertragen ausserdem Kanaladressinformation an die Multiplexer 206, 166 und 168. Leitung 3 (216 in Fig. 7) ist an die INHIBIT-Anschlüsse der Multiplexer 166 und 168 angeschlossen und dient zum Kippen oder selektiven Aktivieren der Multiplexer 166 und 168. Line 0, Line 1, Line 2, Line 3: These lines transmit the data sent from the microcomputer 154 to the front panel display 155. As can be seen from FIG. 6, these digital values pass via the lines mentioned to a buffer decoder 194 for the purpose of display on the numerical displays 80 and 82. Line 0, line 1 and line 2 (207 in FIGS. 6 and 7) are also transmitted Channel address information to multiplexers 206, 166 and 168. Line 3 (216 in FIG. 7) is connected to the INHIBIT ports of multiplexers 166 and 168 and is used to flip or selectively activate multiplexers 166 and 168.
Leitung 4: Diese Leitung betätigt den Transistor 198, um den Dezimalpunkt der numerischen Anzeigen 80 und 82 zu erleuchten. Line 4: This line operates transistor 198 to illuminate the decimal point of numeric displays 80 and 82.
Leitung 5: Diese Leitung ist an den «Zwischenspeicher-Freigabe»-Anschluss des Zwischenspeicher-Decoders 194 angeschlossen und dient zum Einspeichern der auf den Leitungen 0 bis 3 am Zwischenspeicher-Decoders 194 erscheinenden Datenwerte. Line 5: This line is connected to the “cache release” connection of the cache decoder 194 and is used to store the data values appearing on the lines 0 to 3 on the cache decoder 194.
Leitung 6: Diese Leitung erregt den Transistor 208, der in Verbindung mit den Ausgangsleitungen des Zwischenspeicher-Decoders 194 die Leuchtdiodenanzeigen 84 bis 98 aktiviert. Line 6: This line excites transistor 208 which, in conjunction with the output lines of latch decoder 194, activates light emitting diode displays 84 through 98.
Leitung 7: Diese Leitung ist an den INHIBIT-Anschluss des Multiplexers 206 angeschlossen (212 in Fig. 6). Line 7: This line is connected to the INHIBIT port of multiplexer 206 (212 in Fig. 6).
Der Unterbrechungs-(Interrupt) Anschluss 143 des Mikrocomputers ist an die Hochspannungsseite der Thermoschalter 141 angeschlossen. Das Aktivieren dieser Schalter bewirkt daher, dass der Unterbrechungsanschluss 143 auf niedriges Potential (LOW) geht und die Unterbrechungsbefehle in dem ROM mit der Abarbeitung beginnen, wodurch die thermische Auslösung behandelt wird und eine sofortige Auslösung angezeigt wird. The interrupt port 143 of the microcomputer is connected to the high voltage side of the thermal switch 141. Activating these switches therefore causes the interrupt port 143 to go low (LOW) and the interrupt instructions in the ROM to begin processing, thereby handling the thermal trip and indicating immediate trip.
B. Frontplatten-Anzeigevorrichtung B. Front panel display
Ein detailliertes schematisches Diagramm der Frontplatten-Anzeigevorrichtung gemäss Fig. 2 ist in Fig. 6 dargestellt. Wie aus der Skizze ersichtlich ist, ist ein 7-Segment-Zwischen-speicher-Decoder 194 (z.B. vom Typ CD 45IIB) vorgesehen. Von den Leitungen 0-3 des Ports 2 des Mikrocomputers 154 wird ein 4-Bit-Eingangssignal geliefert. Die Decoderschaltung 194 liefert auf sieben Leitungen ein Ausgangssignal über ein Lastwiderstandsfeld 196 an ein Paar vierstelliger 7-Segment-LED-Anzeigen 80 und 82. Eine achte Leitung aktiviert den Dezimalpunkt der digitalen Anzeigen 80 und 82 über einen Transistor 198, der über eine Leitung 200, die ebenfalls an das Port 2 des Mikrocomputers 154 angeschlossen ist, betätigt wird. Eine Treiberschaltung 202 und ein Transistor 204 werden von einer Multiplexerschaltung 206 gesteuert, die z.B. vom Typ CD4051B ist. Als Eingangssignal wird der Multiplexerschaltung 206 ein 3-Bit umfassendes Auswahl-Signal angeboten, welches ebenfalls von drei Leitungen 206 des Ports 2 des Mikroprozessors abgegeben wird. Die Leuchtdiodenanzeigen 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 und 100 werden über den Transistor 208 von einer vom Port 2 des Mikrocomputers 154 kommenden Leitung in Verbindung mit den digitalen Anzeigen 80 und 82 aktiviert. Die «Test»-Leuchtdiode 100 wird ebenfalls von dem Transistor 108 und einem zusätzlichen Transistor 210 in Verbindung mit einer INHIBIT-Leitung 212, die ebenfalls vom Port 2 des Mikrocomputers an den Multiplexer 206 gelegt ist, aktiviert. A detailed schematic diagram of the front panel display device according to FIG. 2 is shown in FIG. 6. As can be seen from the sketch, a 7-segment buffer decoder 194 (e.g. of the CD 45IIB type) is provided. A 4-bit input signal is provided from lines 0-3 of port 2 of microcomputer 154. The decoder circuit 194 provides an output signal on seven lines via a load resistance field 196 to a pair of four-digit 7-segment LED displays 80 and 82. An eighth line activates the decimal point of the digital displays 80 and 82 via a transistor 198 which is connected via a line 200 , which is also connected to port 2 of the microcomputer 154, is operated. A driver circuit 202 and a transistor 204 are controlled by a multiplexer circuit 206 which e.g. is of the CD4051B type. The input signal to the multiplexer circuit 206 is a 3-bit selection signal, which is likewise emitted by three lines 206 of port 2 of the microprocessor. The LED displays 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 and 100 are activated via transistor 208 by a line coming from port 2 of the microcomputer 154 in connection with the digital displays 80 and 82. The “test” light-emitting diode 100 is also activated by the transistor 108 and an additional transistor 210 in connection with an INHIBIT line 212, which is also connected from port 2 of the microcomputer to the multiplexer 206.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
659 732 659 732
10 10th
C. Parametereingabe C. Parameter entry
Grenzwerte für die Auslöseeinheit 26 werden von den Potentiometern 108-120 geliefert, wie in den Fig. 2, 5 und 7 dargestellt ist. Jedes der Potentiometer ist mit einem Ende seines Widerstandselementes an die vref-Quelle angeschlossen, die andere Klemme des Widerstandselementes ist geerdet. Der Schalter jedes Potentiometers steht in Verbindung mit einem Eingangs-anschluss eines der Multiplexer 166 und 168, bei denen es sich z.B. um Multiplexer vom Typ CD4051B handelt. Auf diese Weise liefert jedes der Potentiometer ein analoges Spannungssignal an die zugehörige Multiplexer-Eingangsklemme. Diese Eingangsklemmen werden von der 3-Bit-Adressleitung 214 und einer INHIBIT-Leitung 216 ausgewählt, die an das Port 2 des Mikroprozessors angeschlossen sind. Limit values for the trigger unit 26 are supplied by the potentiometers 108-120, as shown in FIGS. 2, 5 and 7. Each of the potentiometers is connected with one end of its resistance element to the vref source, the other terminal of the resistance element is grounded. The switch of each potentiometer is connected to an input connection of one of the multiplexers 166 and 168, which are e.g. are multiplexers of the type CD4051B. In this way, each of the potentiometers supplies an analog voltage signal to the associated multiplexer input terminal. These input terminals are selected by the 3-bit address line 214 and an INHIBIT line 216 connected to port 2 of the microprocessor.
Die Zwei-Stellungs-Schalter 102, 104 und 106 entsprechen den I2T-Ein/Aus-Schaltern für Phasen- und Erdstrom und einer «Auslösen»/«nicht Auslösen»-Funktion für den Testbereich. Man sieht, dass diese Schalter dazu dienen, einen variablen Spannungsteiler zwischen Vref und Erde zu bilden, der irgendeinen von sechs Analogspannungswerten an einen Anschluss des Multiplexers 178 gibt. In ähnlicher Weise entsprechen Druckknopfschalter 107, 105, 128 und 130 «Anzeige Rücksetzen», «Nachfrage Rücksetzen», «Phasentest» und «Erdtest»; die Schalter dienen dazu, irgendeines von acht Analogspan-nungssignalen an einen anderen Anschluss des Multiplexers 168 zu geben. The two-position switches 102, 104 and 106 correspond to the I2T on / off switches for phase and earth current and a “trip” / “no trip” function for the test area. It can be seen that these switches serve to form a variable voltage divider between Vref and ground that gives any one of six analog voltage values to one terminal of multiplexer 178. Similarly, pushbutton switches 107, 105, 128 and 130 correspond to "reset display", "reset demand", "phase test" and "earth test"; the switches are used to pass any of eight analog voltage signals to another port of multiplexer 168.
D. Bauartnummer-Kennzeichnungsvorrichtung D. Type number marking device
Fig. 8 zeigt im einzelnen die in Fig. 2 dargestellte Bauart-nummer-Kennzeichnungsvorrichtung 170. Jede vierstellige dezimale Bauartnummer entspricht einer speziellen Wahlkombination. Wie man in Fig. 8 erkennt, liefert die Bauartnummer-Kennzeichnungsschaltung Eingangssignale an vier Anschlüsse des Multiplexers 158. Jeder dieser Anschlüsse repräsentiert eine Ziffer der dezimalen Bauartnummer und kann mit irgendeinem von vier Anschlüssen eines von Widerständen 218, 220 und 222 gebildeten Spannungsteilers, die zwischen Erde und Vref liegen, verbunden werden. Diese Verbindungen werden von hersteller-seitig verdrahteten Überbrückungsverbindungen ausgewählt und eingerichtet, um jeden Anschluss des Multiplexers 158 mit einem von vier möglichen Analogspannungssignalen zu beaufschlagen. Dann liefert der Multiplexer 158 diese Werte auf Befehl zum ADU 156, der sie in den 8-Bit-Digitalcode umsetzt, die von dem Mikrocomputer gelesen und als die Bauartnummer interpretiert werden, wodurch der Mikrocomputer bestimmen kann, welche der vielen Wahlkombinationen für die Auslöseeinheit 36 in dieser speziellen Auslöseeinheit tatsächlich gegeben ist. FIG. 8 shows in detail the type number identification device 170 shown in FIG. 2. Each four-digit decimal type number corresponds to a special combination of choices. As can be seen in Figure 8, the type number identification circuit provides input signals to four terminals of multiplexer 158. Each of these terminals represents a digit of the decimal type number and can be connected to any of four terminals of a voltage divider formed by resistors 218, 220 and 222 Earth and Vref are connected. These connections are selected and configured by bridging connections wired by the manufacturer in order to apply one of four possible analog voltage signals to each connection of the multiplexer 158. Then, on request, the multiplexer 158 delivers these values to the ADU 156, which converts them to the 8-bit digital code, which are read by the microcomputer and interpreted as the type number, whereby the microcomputer can determine which of the many selection combinations for the trigger unit 36 is actually given in this special trigger unit.
E. Fernanzeige und Spannungsversorgung E. Remote display and power supply
Das Daten-Eingabe/Ausgabe-System 174 liefert impulscodierte Ausgangssignale über ein einzelnes wahlweise gekoppeltes Paar von Leitungen, um eine Fernanzeige darüber zu erzeugen, dass die von dem Leistungsschalter gespeiste Last eine vorbestimmte Leistungsgrenze überschritten hat. Zusätzlich sind Anzeigen betreffend die Ursache einer Auslösung vorgesehen, nämlich Anzeigen eines Überstroms, eines Kurzschlusses oder eines Erdschlusses. Die zu beschreibende Schaltung decodiert die entsprechenden vier Eingangssignale, um sowohl Leuchtdiodenanzeigen zu schaffen als auch Relais zu schliessen. Data input / output system 174 provides pulse encoded output signals over a single selectively coupled pair of lines to provide a remote indication that the load powered by the circuit breaker has exceeded a predetermined power limit. In addition, indications are provided regarding the cause of a trip, namely indications of an overcurrent, a short circuit or an earth fault. The circuit to be described decodes the corresponding four input signals in order to create LED displays as well as to close relays.
Zusätzlich stellt die Schaltung eine Fern-Spannungs-versorgung von der Wechselstromleitung und von Batterien für die Spannungsversorgung 144 dar. Diese Möglichkeit wird in solchen Anwendungsfällen benötigt, in denen das kontinuierliche Erhalten von Daten erforderlich ist, so z.B. der Anzeige betreffend die Ursache einer Auslösung und Energiefunktionen, darunter Megawattstunden und Spitzennachfrageleistung. In addition, the circuit provides a remote power supply from the AC power line and batteries for power supply 144. This capability is needed in those applications where continuous data acquisition is required, e.g. the indication of the cause of a trip and energy functions, including megawatt hours and peak demand.
Wie man in Fig. 9 sehen kann, gelangt die Eingangsleistung über einen Transformator 602, eine Gleichrichterschaltung 604 und einen Filterkondensator 606, um einen Pegel von etwa 32 Volt zu erhalten. Ein Strombegrenzungswiderstand 608 dient als Schutz gegen unbeabsichtigten Kurzschluss an dem Aus-gangsanschluss 610. Der Anschluss 610 steht in Verbindung mit dem Anschluss EXT DC 148 (Fig. 2), und der Anschluss 612 ist mit dem digitalen Erdanschluss der Auslöseeinheit 26 verbunden. Liegt ein Verbindungsdraht zwischen den Anschlüssen 610 und 614, können die drei internen 8-Volt-Nickel-Cadmium-Batterien 616 aktiviert werden, um die Ausgangsspannung bei 24 Volt zu halten, wenn die Eingangs-Wechselspannung unterbrochen werden sollte. Für die Batterieaufladung ist ein 10 K-«Pufferladungs»-Widerstand 618 vorgesehen. As can be seen in FIG. 9, the input power comes through a transformer 602, a rectifier circuit 604 and a filter capacitor 606 to maintain a level of approximately 32 volts. A current limiting resistor 608 serves as protection against unintentional short-circuit at the output connection 610. The connection 610 is connected to the connection EXT DC 148 (FIG. 2), and the connection 612 is connected to the digital earth connection of the tripping unit 26. With a connecting wire between terminals 610 and 614, the three internal 8 volt nickel cadmium batteries 616 can be activated to maintain the output voltage at 24 volts should the AC input voltage be interrupted. A 10 K “buffer charge” resistor 618 is provided for battery charging.
Durch einen Widerstand 620, eine Zenerdiode 622 und einen Kondensator 624 wird eine Versorgungsspannung von 8,2 Volt für die Decodier- und Alarmschaltung erzeugt. A supply voltage of 8.2 volts is generated for the decoding and alarm circuit by a resistor 620, a zener diode 622 and a capacitor 624.
Der Daten-E/A-Ausgangsanschluss 508 in Fig. 14, der die Bezeichnung «Fernanzeige Aus» trägt, ist an den Anschluss 626 in Fig. 9 angeschlossen und der Anschluss «E/A Gemeinsam» gemäss Fig. 14 ist an den Anschluss 628 in Fig. 9 angeschlossen. Die 100 MikroSekunden dauernden, eine Amplitude von 4 Volt aufweisenden Ausgangsimpulse, die auf die Anschlüsse 626 und 628 gegeben werden, rufen in einem Optokoppler 630 einen Stromfluss von 8 Milliampere hervor. Dieser Strom schaltet den Koppeltransistor an, welcher am Widerstand 632 einen Spannungsimpuls von 8 Volt erzeugt. The data I / O output connector 508 in FIG. 14, which is labeled “Remote Display Off”, is connected to connector 626 in FIG. 9 and the connector “I / O common” according to FIG. 14 is connected to the connector 628 in Fig. 9 connected. The output pulses, which have an amplitude of 4 volts and last 100 microseconds and are applied to the connections 626 and 628, cause a current flow of 8 milliamperes in an optocoupler 630. This current turns on the coupling transistor, which generates a voltage pulse of 8 volts at resistor 632.
Der Mikrocomputer 154 kann alle 2 Millisekunden einen Impuls mit einer Dauer von 100 Mikrosekunden erzeugen, oder maximal 8 Impulse pro Periode der Wechselleistung. Es wird eine Codiermethode angewendet, gemäss der eine von 8 Impulsen einen «Nachfrage»-Alarm bezeichnet. Wenn eine Auslösung erfolgt ist, kennzeichnen zwei aufeinanderfolgende Impulse von 8 Impulsen eine Erdschluss-Auslösung, drei aufeinanderfolgende Impulse von 8 Impulsen kennzeichnen eine Über-stromauslösung (lange Verzögerung), fünf aufeinanderfolgende Impulse von 8 Impulsen kennzeichnen eine Kurzschluss-Auslösung (entweder sofortige oder kurz verzögerte Auslösung). Das Impuls-Codierschema ist in Fig. 10 dargestellt. The microcomputer 154 can generate a pulse with a duration of 100 microseconds every 2 milliseconds, or a maximum of 8 pulses per period of the alternating power. A coding method is used, according to which one of 8 pulses designates a "demand" alarm. When tripping has occurred, two consecutive 8-pulse pulses indicate an earth fault trip, three consecutive 8-pulse pulses indicate an overcurrent trip (long delay), five consecutive 8-pulse pulses indicate a short-circuit trip (either immediate or short) delayed release). The pulse coding scheme is shown in FIG. 10.
Die Eingangsimpulse liefern Trigger-Eingangssignale für ein erneut triggerbares Monoflop, das an seinem Ausgang Q1 ein 3 Millisekunden andauerndes Signal abgibt. Das Monoflop ist Bestandteil einer integrierten Schaltung 634, die beispielsweise vom Typ RCA CD4098 ist. Das Merkmal der erneuten Trigger-barkeit bedeutet, dass jeder Impuls, der während des 3 Millisekunden andauernden Zeitintervalls auftritt, ein neues 3 Millisekunden dauerndes Intervall beginnen lässt. Die Wellenform B in Fig. 10 zeigt das sich ergebende Ausgangssignal am Ausgang Ql, für einen, zwei, drei und vier aufeinanderfolgende Eingangsimpulse entsprechend einem «Nachfrage»-Alarm, einer «Erdschlussauslösung», einer «lang verzögert Auslösung», bzw. einer «Kurzschlussauslösung». Die Amplitude der Ql-Impulse gleicht der dem integrierten Schaltkreis 634 zugeführten Versorgungsspannung. Wenn das Ql-Ausgangssignal von dem Widerstand 636 und dem Kondensator 638 gemittelt wird, wird eine Gleichspannung T erzeugt, dessen Wert einem der nachstehend angegebenen Bruchteile der Versorgungsspannung entspricht: 3/16 Volt, 5/16 Volt, 7/16 Volt oder 11/16 Volt. Dieser Wert wird auf die invertierenden Eingänge eines Vierfach-Kompara-tors 640 gegeben, die den gefilterten Wert C mit festen Bruchteilen der Versorgungsspannung von 1/8 Volt, 1/4 Volt, 3/8 Volt und 9/16 Volt vergleichen. Diese Werte werden von einem Spannungsteilernetzwerk erzeugt, das Widerstände 642, 644, 646, 648 und 650 enthält. Dann gibt der Komparator Ausgangssignale ab, die angeben, welches der vier möglichen Impulsmuster an die Eingangsanschlüsse 626 und 628 gegeben wurde. The input pulses provide trigger input signals for a re-triggerable monoflop, which outputs a 3 millisecond signal at its output Q1. The monoflop is part of an integrated circuit 634, which is of the RCA CD4098 type, for example. The triggerability feature means that each pulse that occurs during the 3 millisecond time interval starts a new 3 millisecond interval. The waveform B in FIG. 10 shows the resulting output signal at the output Q1, for one, two, three and four successive input pulses corresponding to a “demand” alarm, a “ground fault trip”, a “long delay trip” or a “long delay trip” Short-circuit release ». The amplitude of the Q1 pulses equals the supply voltage supplied to the integrated circuit 634. When the Q1 output signal is averaged by resistor 636 and capacitor 638, a DC voltage T is generated, the value of which corresponds to one of the fractions of the supply voltage specified below: 3/16 volt, 5/16 volt, 7/16 volt or 11 / 16 volts. This value is given to the inverting inputs of a quadruple comparator 640, which compare the filtered value C with fixed fractions of the supply voltage of 1/8 volt, 1/4 volt, 3/8 volt and 9/16 volt. These values are generated by a voltage divider network that includes resistors 642, 644, 646, 648 and 650. The comparator then outputs outputs that indicate which of the four possible pulse patterns has been given to input terminals 626 and 628.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
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11 11
659 732 659 732
Wenn beispielsweise eine «Nachfrage»-Bedingung vorliegt, wodurch ein Impulsmuster entsprechend einem von 8 Impulsen erzeugt wird, beträgt die Gleichspannung am invertierenden Eingang des Komparators A von 640 dann 3/16 der Versorgungsspannung, was mehr ist als 1/8 der Versorgungsspannung, jedoch weniger als 1/4 der Versorgungsspannung. Folglich ist der Ausgangsanschluss des Komparators A niedrig, während sämtliche anderen Ausgänge hoch ist. Durch einen Stromfluss durch den Widerstand 656 werden der Transistor 652 und das Relais 654 eingeschaltet, ebenso die «Nachfrage»-Leuchtdiode 658. For example, if there is a "demand" condition which creates a pulse pattern corresponding to one of 8 pulses, then the DC voltage at the inverting input of comparator A of 640 is 3/16 of the supply voltage, which is more than 1/8 of the supply voltage, however less than 1/4 of the supply voltage. As a result, the output terminal of comparator A is low while all other outputs are high. Through a current flow through resistor 656, transistor 652 and relay 654 are switched on, as is the “demand” light-emitting diode 658.
Eine Überstrom-Auslösebedingung lässt drei aufeinanderfolgende Impulse an den Eingangsanschlüssen 626 und 628 auftreten, und ein gemittelter Wert von 3/16 der Versorgungsspannung erscheint an den invertierenden Eingängen der in der Komparatoranordnung 640 enthaltenen Vergleicher. Dieser Wert ist grösser als 3/8 der Versorgungsspannung, jedoch kleiner als 5/8 der Versorgungsspannung. In diesem Fall sind die Ausgangsanschlüsse der Vergleicher A, B und C niedrig. Ein Transistor 660 und ein Relais 662 werden aufgrund des Stromflusses durch die Überstrom-Leuchtdiode 664 und den Widerstand 666 eingeschaltet. Der Transistor 652 und die «Nachfra-ge»-Leuchtdiode sind ausgeschaltet, aufgrund der Kurzschlusswirkung des Transistors 668. Ebenso ist die «Erde»-Leucht-diode 670 ausgeschaltet aufgrund der Kurzschlusswirkung der «Überstrom»-Leuchtdiode 664. Auf diese Weise dominiert stets der höchste Vergleichspegel. Eine Funktion der integrierten Schaltung 672, bei der es sich beispielsweise um den Typ CDÜ40 von RCA handelt, und von Ql besteht darin, eine eine 1/2 Sekunde dauernde EIN-Verzögerung für die Vergleicher zu schaffen, die notwendig ist, damit sich die Spannung am Kondensator 638 stabilisieren kann. Die Ql-lmpulse erscheinen alle 1/60 Sekunden. Sie werden von einem Zähler 672 gezählt, bis 32 Impulse gezählt sind und der Ausgang Q6 hoch wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ausgang Ql eingeschaltet, und zusätzliche Impuls-Eingangssignale werden von der Diode 674 gesperrt. An overcurrent trip condition causes three successive pulses to occur at the input terminals 626 and 628, and an average value of 3/16 of the supply voltage appears at the inverting inputs of the comparators contained in the comparator arrangement 640. This value is greater than 3/8 of the supply voltage, but less than 5/8 of the supply voltage. In this case, the output ports of comparators A, B and C are low. A transistor 660 and a relay 662 are turned on due to the current flow through the overcurrent light emitting diode 664 and the resistor 666. The transistor 652 and the “demand” light-emitting diode are switched off due to the short-circuit effect of the transistor 668. Likewise, the “earth” light-emitting diode 670 is switched off due to the short-circuit effect of the “overcurrent” light-emitting diode 664. In this way, dominance always prevails the highest comparison level. One function of the integrated circuit 672, which is, for example, the RCA CDÜ40 type and Q1, is to provide the comparators with a 1/2 second ON delay necessary for the voltage to change can stabilize at the capacitor 638. The pulse pulses appear every 1/60 seconds. They are counted by a counter 672 until 32 pulses are counted and the output Q6 goes high. At this point, output Q1 is turned on and additional pulse input signals are blocked by diode 674.
Etwa 30 Millisekunden nach dem letzten von dem optischen Isolator 630 empfangenen Impuls wird die Q2-KIemme des erneut triggerbaren Monoflops 634 hoch. Dies setzt den Ausgang Q6 von 672 zurück und schaltet Ql ab. Die Funktion des Zählers 672 und von Ql besteht darin, ein sicheres Ein/Aus-Schalten der Leuchtdiodenanzeigen sowie der Alarm/Verriegelungs-Aus- und «Nachfrage»-Relais 662 und 654 zu gewährleisten. About 30 milliseconds after the last pulse received by the optical isolator 630, the Q2 terminal of the re-triggerable monoflop 634 goes high. This resets output Q6 from 672 and turns Q1 off. The function of the counter 672 and of Q1 is to ensure that the LED displays and the alarm / interlock off and «demand» relays 662 and 654 are switched on / off safely.
F. Daten-Eingabe/Ausgabe-System und die zugehörige F. Data input / output system and the associated
Spannimgsversorgung Voltage supply
Wie oben erläutert wurde, ist in Betracht zu ziehen, dass ein erfindungsgemäss aufgebauter Leistungsschalter in einem elektrischen Verteilungssystem in Koordination mit einer Anzahl weiterer Leistungsschalter verwendet wird. Es ist manchmal wünschenswert, dass verschiedene Befehle und Informationen von diesem Leistungsschalter gesendet werden, und dass verschiedene von anderen zugehörigen Leistungsschaltern gesendete Parameter von diesem Leistungsschalter erfasst werden. Diese Information wird dazu verwendet, das gewünschte Verriegelungsschema zu erhalten, wie es von dem Systemarchitekten oder -entwerfer spezifiziert wird. As explained above, it should be considered that a circuit breaker constructed in accordance with the invention is used in an electrical distribution system in coordination with a number of further circuit breakers. It is sometimes desirable that various commands and information be sent by this circuit breaker and that various parameters sent by other related circuit breakers be detected by this circuit breaker. This information is used to obtain the desired locking scheme as specified by the system architect or designer.
Das System enthält vier Ausgangsleitungen: «KV (SD)-Verriegelung AUS» (KV = kurze Verzögerung) 502, «Erdschlussverriegelung AUS» 504, «SER AUS» 506 und «Fernanzeige AUS» 508. The system contains four output lines: «KV (SD) interlock OFF» (KV = short delay) 502, «Earth fault interlock OFF» 504, «SER OFF» 506 and «Remote display OFF» 508.
Es sind drei Eingangsschlüsse vorgesehen: «KV (SD)-Verriegelung EIN» (KV = kurze Verzögerung) 510, «Erdschlussverriegelung EIN» 512 und «SER EIN» 514. Die Anschlüsse SER AUS und SER EIN werden zur Übermittlung digitaler Daten zwischen dem Mikrocomputer 154 und einer entfernt angeordneten digitalen Schaltung verwendet. Der Anschluss «Fernanzeige AUS» stellt einen eins-aus-vier-codierten There are three input connections: "KV (SD) interlock ON" (KV = short delay) 510, "Earth fault interlock ON" 512 and "SER ON" 514. The SER OFF and SER ON connections are used to transmit digital data between the microcomputer 154 and a remote digital circuit. The «Remote display OFF» connection provides a one-out-of-four coded
Impulsausgang für die Anzeige der Ursache einer Auslösung (Überstrom, Kurzschluss oder Erde) und einen «Spitzennach-frageleistung»-Alarm dar. Die Eingangs- und Ausgangs-Verriegelungsanschlösse gestatten direkte Verriegelungsverbindungen zwischen Leistungsschaltern ohne zusätzliche Bauelemente. Pulse output to indicate the cause of a trip (overcurrent, short circuit or earth) and a “peak demand power” alarm. The input and output interlocking connections allow direct interlocking connections between circuit breakers without additional components.
Wenn typische Optokopplerschaltungen verwendet werden, werden 40 Milliwatt Leistung benötigt (12 Milliampere bei 5 Volt Gleichspannung für jede der sieben Leitungen). Die Leistung, die die Stromwandler 24 liefern können, beträgt lediglich etwa 500 Milliwatt (100 Milliampere bei 5 Volt Gleichspannung), von der das meiste vom Mikrocomputer 154 verbraucht wird. Herkömmliche Optokopplerschaltungen können daher nicht verwendet werden. If typical optocoupler circuits are used, 40 milliwatts of power are required (12 milliamps at 5 volts DC for each of the seven lines). The power that the current transformers 24 can deliver is only about 500 milliwatts (100 milliamps at 5 volts DC), most of which is consumed by the microcomputer 154. Conventional optocoupler circuits can therefore not be used.
Die Spannungsversorgung für das Daten-Eingabe/Ausgabe-System 174 enthält einen Impulstransfonnator 501, der über einen Transistor 228 an die Leitung 7 des Ports 1 angeschlossen ist, wie es in Fig. 10 durch das Bezugszeichen 178 angedeutet ist. Der Mikrocomputer liefert alle 2000 MikroSekunden einen 100 Mikrosekunden andauernden Impuls, wie es von dem gemeinsamen Anzeige-Unterprogramm vorgegeben wird, um dadurch die Spamnmgsversorgungserfordeimisse des Daten-Eingabe/Ausgabe-Systems 174 um einen Faktor von etwa 20 zu 1 oder auf etwa 20 Milliwatt (4 Milliampere durchschnittlich bei 5 Volt Gleichspannung) herabzusetzen. Dies ist wenig genug, um von der Spannungsversorgung 144 ohne Schwierigkeiten bereitgestellt werden zu können. The voltage supply for the data input / output system 174 contains a pulse transformer 501, which is connected via a transistor 228 to the line 7 of the port 1, as is indicated in FIG. 10 by the reference symbol 178. The microcomputer provides a 100 microsecond pulse every 2000 microseconds, as dictated by the common display subroutine, thereby reducing the spam requirements of the data input / output system 174 by a factor of approximately 20 to 1 or to approximately 20 milliwatts ( 4 milliamps on average at 5 volts DC). This is little enough to be easily provided by the power supply 144.
Die in der Spannungsversorgung 176 auftretenden Wellenformen sind in Fig. 15 dargestellt. Die Wellenfonn A erscheint auf der Leitung 7 des Ports 1 des Mikrocomputers 154. Für etwa 100 Mikrosekunden in einem Zeitraum von etwa 2000 Mikrosekunden (tatsächlich 1/8 x 1/60 Sekunden) wird die Leitung 7 von Port 1 niedrig auf Mikrocomputer-Schaltungserde gehalten. Dies schaltet den Transistor 228 ein, wodurch + 5 Volt an den Eingang des Transformators 501 gelegt werden, wie in Wellenfonn B in Fig. 15 zu sehen ist. Eine entsprechende Wellenform wird an dem Ausgangsanschluss des Transformators 501 erzeugt, bezogen auf den für das System gemeinsamen Anschluss des Daten-Eingabe/Ausgabe-Systems 174. The waveforms occurring in the voltage supply 176 are shown in FIG. 15. Waveform A appears on line 7 of port 1 of microcomputer 154. For approximately 100 microseconds in a period of approximately 2000 microseconds (actually 1/8 x 1/60 seconds), line 7 of port 1 is held low on microcomputer circuit ground . This turns on transistor 228, which applies + 5 volts to the input of transformer 501, as seen in waveform B in FIG. A corresponding waveform is generated at the output terminal of transformer 501, based on the common connection of the data input / output system 174.
Wenn z.B. von dem Anschluss «Fernanzeige AUS» 508 eine Ausgabe gewünscht wird, wird die entsprechende Ausgangsleitung des Mikrocomputers nämlich Leitung 3 des Datenbusses 172, auf Schaltungserde gehalten, wie in der Wellenfonn C in Fig. 15 zu sehen ist. Durch den durch den Transistor 228 fliessenden Strom wird die Leuchtdiode 516 eingeschaltet. Der Pho-totransistor 517 schaltet dann den Transistor 518 an, wodurch die Ausgangsspannung gemäss der Wellenfonn D entsteht. Wenn die Leitung 178 (Wellenfonn C) «hoch» ist, ist das entsprechende Ausgangssignal des Transistors 518 «Null», wie durch die Wellenfonn D dargestellt ist. If e.g. If an output is desired from the “remote display OFF” connection 508, the corresponding output line of the microcomputer, namely line 3 of the data bus 172, is held on circuit ground, as can be seen in waveform C in FIG. 15. The light emitting diode 516 is switched on by the current flowing through the transistor 228. The phototransistor 517 then turns on the transistor 518, as a result of which the output voltage is generated in accordance with the waveform D. When line 178 (waveform C) is "high", the corresponding output of transistor 518 is "zero" as represented by waveform D.
Die Eingabeschaltung ist so ausgelegt, dass sie sowohl mit einem direkt gekoppelten Gleichspannungssignal von einem älteren Leistungsschalter als auch mit einer Impulseingabe arbeitet, wie sie weiter unten in diesem Abschnitt beschrieben wird. Ein Eingangssignal an beispielsweise dem Anschluss «FER EIN» 514, wie es in der Wellenform E dargestellt ist, erscheint ebenfalls am Gate des FET 236, wie in der Wellenform F gezeigt ist. Wenn die Impulsspannung am Ausgang des Impulstransformators 501 erscheint, fliesst Strom in die Leuchtdiode 238 und dann durch den FET 520, der durch das Eingangssignal am Anschluss «SER EIN» 514 eingeschaltet wurde. Der FET 236 besitzt eine Einschalt-Gate-Spannung von 2,5 Volt und einen internen Gate-Source-Zenerdiodenschutz von 15 Volt. Dieser Bereich ist erforderlich, um dem 4 Volt betragenden Impuls-Eingangssignal zu entsprechen, das von der Mikrocomputerschaltung geliefert wird, und um einem 12-Volt-Gleichspannungssignal zu entsprechen, welches von der älteren Art von Festkörper-Auslöseeinheit geliefert wird. The input circuit is designed to work both with a directly coupled DC signal from an older circuit breaker and with a pulse input as described later in this section. An input signal at, for example, the “FER EIN” connection 514, as shown in waveform E, also appears at the gate of FET 236, as shown in waveform F. When the pulse voltage appears at the output of the pulse transformer 501, current flows into the light-emitting diode 238 and then through the FET 520, which was switched on by the input signal at the connection “SER ON” 514. The FET 236 has a turn-on gate voltage of 2.5 volts and internal gate-source zener diode protection of 15 volts. This range is required to correspond to the 4 volt pulse input signal provided by the microcomputer circuit and to correspond to a 12 volt DC signal provided by the older type of solid state trip unit.
5 5
10 10th
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20 20th
25 25th
30 30th
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Der FET 236 erfüllt zwei Funktioneiit Als Erstes stellt er ein Speicherelement dar, wenn das Eingangssignal ein Impuls ist. Dies geschieht in Verbindung mit dem Kondensator 232, der über den Widerstand 230 von dem 100 Mikrosekunden andauernden Eingangsimpuls aufgeladen wird. Die Werte des Kondensators 232 und des Widerstands 230 werden so gewählt, dass sich eine Zeitkonstante von 15 Mikrosekunden ergibt. Der Kondensator 232 wird über den Widerstand 234 entladen, der so bemessen ist, dass sich eine Zeitkonstante von 10 Millisekunden ergibt. Der Kondensator 232 kann über 230 nicht aufgeladen werden, weil das Eingangssignal von dem Emitter eines npn-Transistors geliefert wird. Somit wird das Gate des Transistors 236 so lange auf hohem Potential gehalten, wie Eingangsimpulse alle 2 Millisekunden auftreten. Etwa 10 Millisekunden nach dem Verschwinden der Eingangsimpulse schaltet der Transistor 236 ab. The FET 236 performs two functions. First, it is a memory element when the input signal is a pulse. This is done in conjunction with capacitor 232, which is charged through resistor 230 by the 100 microsecond input pulse. The values of the capacitor 232 and the resistor 230 are chosen so that there is a time constant of 15 microseconds. Capacitor 232 is discharged through resistor 234, which is sized to result in a time constant of 10 milliseconds. Capacitor 232 cannot be charged above 230 because the input signal is provided by the emitter of an NPN transistor. Thus, the gate of transistor 236 is held high as long as input pulses occur every 2 milliseconds. About 23 milliseconds after the disappearance of the input pulses, transistor 236 turns off.
Die zweite Aufgabe des Transistors 236 besteht in der Stromverstärkung. Der Optokoppler 226 benötigt etwa 20 Milliampere zum Einschalten des zugehörigen Phototransistors. Dieser Strom wird von dem Transistor 236 geliefert. Die hohe Gleichspannungs-Eingangsimpedanz am Eingangsanschluss ist deshalb erforderlich, weil ältere Auslöseeinheit-Steuerschaltun-gen lediglich einen kleinen Eingangs-Gleichstrom liefern können. The second task of transistor 236 is to amplify current. The optocoupler 226 requires approximately 20 milliamperes to turn on the associated phototransistor. This current is supplied by transistor 236. The high DC input impedance at the input terminal is necessary because older trip unit control circuits can only provide a small input DC current.
Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Eingangssignals wird von dem Mikrocomputer auf der Leitung Null des Datenbusses erfasst (vgl. Wellenform G); die Leitung hat während der 100 Mikrosekunden anhaltenden Impulsdauer hohes Potential, wenn, und nur wenn ein Eingangssignal am Anschluss 514 vorhanden ist. Ein Herunterzieh-Widerstand 237 ist vorgesehen, um die an die Daten-Eingangsanschlüsse angeschlossenen Datenbusleitungen auf Schaltungserde zu halten, wenn kein Eingangssignal am Anschluss 514 vorhanden ist. Auf diese Weise kann ein von einem Leistungsschalter, einem Notstromgenerator oder einem anderen zugehörigen Bauteil des elektrischen Energieverteilungssystems kommendes Signal von dem Mikrocomputer 154 erfasst werden, und der Leistungsschalter 10 kann veranlasst werden, in der erforderlichen Weise tätig zu werden. Weiterhin können über den Anschluss «SER EIN» 510 Parameterwerte von einer entfernten Stelle eingespeist werden. Entsprechende Befehle in dem ROM codieren dann die ankommende Information und speichern sie in dem RAM, wo sie für die Verwendung bei den Grenzwert-Prüf-funktionen zur Verfügung stehen. The presence or absence of an input signal is detected by the microcomputer on line zero of the data bus (see waveform G); the line has high potential during the 100 microsecond pulse duration if and only if there is an input signal at terminal 514. A pull-down resistor 237 is provided to keep the data bus lines connected to the data input terminals at circuit ground when there is no input signal at terminal 514. In this manner, a signal coming from a circuit breaker, an emergency power generator, or other related component of the electrical power distribution system can be detected by the microcomputer 154 and the circuit breaker 10 can be caused to act as required. Furthermore, 510 parameter values can be fed in from a remote location via the «SER ON» connection. Appropriate instructions in the ROM then encode the incoming information and store it in RAM where it is available for use in the limit check functions.
G. System-Spannungsversorgung G. System power supply
1. Blockdiagramm-Erläuterung 1. Block diagram explanation
Die Spannungsversorgung 144 gemäss Fig. 2 ist in Fig. 11 in Blockdiagrammform dargestellt. Die Spannungsversorgungs-schaltung kann von einer von vier Quellen gespeist werden: einer externen Wechsel- oder Gleichspannung, der Fernanzeige 145 gemäss Fig. 2, einem Stromeingang von dem Erdstrom-Detektorwandler 28 oder einem Stromeingang von den drei Phasenstrom-Messwandlern 24. The voltage supply 144 according to FIG. 2 is shown in block diagram form in FIG. 11. The voltage supply circuit can be supplied by one of four sources: an external AC or DC voltage, the remote display 145 according to FIG. 2, a current input from the earth current detector converter 28 or a current input from the three phase current measurement transducers 24.
Die gleichgerichtete Ausgangsgrösse der externen Wechselspannungsquelle wird mit der von der Fernanzeige kommenden Gleichspannung verglichen und der grösste augenblickliche Wert wird von einem Spannungszuordner 702 an den Energiespeicherkondensator 704 der Spannungsversorgung geliefert, um von dem Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler 706 und der Auslösespule 202 verwendet zu werden. Ein Spannungsfühler 708 überwacht das Ausgangssignal des Spannungs-zuordners 702. Immer wenn diese Spannung grösser als 22 Volt Gleichspannung ist, wird der Gleichspannungs/Gleichspan-nungs-Wandler 706 eingeschaltet. Ein Stromschalter 710 wird in die Stellung (2) gezogen, wenn die Spannung 24 Volt Gleichspannung überschreitet. Der Wandler 706 liefert die 5 Volt Versorgungsgleichspannung (mit 100 Milliampere) für die Mikrocomputerschaltung, eine Bezugsspannung Vref (1,64 Volt Gleichspannung) und ein Netz-Ein-Rücksetz-Steuersignal RS. The rectified output of the external AC voltage source is compared to the DC voltage coming from the remote display and the greatest instantaneous value is supplied by a voltage allocator 702 to the energy storage capacitor 704 of the voltage supply in order to be used by the DC / DC converter 706 and the trip coil 202. A voltage sensor 708 monitors the output signal of the voltage allocator 702. Whenever this voltage is greater than 22 volts DC voltage, the DC voltage / DC voltage converter 706 is switched on. A current switch 710 is pulled to position (2) when the voltage exceeds 24 volts DC. Converter 706 provides the 5 volt DC supply (at 100 milliamps) for the microcomputer circuit, a reference voltage Vref (1.64 volt DC), and a power on / reset control signal RS.
Die Einheit kann ausserdem entweder von dem gleichgerichteten Ausgangssignal des Erdstromwandlers oder dem gleichgerichteten zugeordneten Ausgangstrom der drei Phasenstrom-wandler 24 gespeist werden. Die zwei Ströme werden bei 712 summiert und dem Schalter 710 zugeführt, der den Strom entweder dem Energiespeicherkondensator 704 oder einer Strom-nebenweg-«Brechstange» 714 zuführt. Der Strom fliesst in dem Kondensator 704, bis die Kondensatorspannung etwa 39 Volt Gleichspannung erreicht. An diesem Punkt überträgt der Schalter 710 den Strom zu der Stromnebenwegschaltung 714. Das Umleiten des Stroms wird fortgesetzt, bis die Spannung am Kondensator 704 auf etwa 34 Volt Gleichspannung abfällt und der Schalter 710 den Strom erneut veranlasst, in den Kondensator zu fliessen. The unit can also be fed either by the rectified output signal of the earth current transformer or the rectified assigned output current of the three phase current transformers 24. The two currents are summed at 712 and fed to switch 710, which supplies the current to either energy storage capacitor 704 or a current bypass "crowbar" 714. The current flows in capacitor 704 until the capacitor voltage reaches approximately 39 volts DC. At this point, switch 710 transfers the current to current shunt circuit 714. The redirection of the current continues until the voltage on capacitor 704 drops to approximately 34 volts DC and switch 710 again causes current to flow into the capacitor.
2. Schaltungsbeschreibung 2. Circuit description
Die Spannungsversorgung 144 ist in Fig. 12 im einzelnen dargestellt. Der ankommende externe Wechselstrom (EXT AC) wird von BR201 gleichgerichtet und mit dem externen Gleich-spannungs-Eingangssignal verglichen. Das Ergebnis wird über D101 an Energiespeicherkondensatoren C102 und C112 geleitet. Die gefühlte Spannung wird ausserdem zu der «Brechstangen»-Schaltung geführt, die von Leistungs-Feldeffekttransistoren Q101 und NAND-Gliedern A und B (die als Negatoren verschaltet sind) gebildet wird. Die Vierfach-NAND-Schaltung wird von dem durch R103, D107, D108 und D109 fliessenden Strom gespeist, welcher eine temperaturstabilisierte Spannung von etwa 10 Volt Gleichspannung an den Stift 14 von IC101 erzeugt. Das Vierfach-NAND-Glied besitzt eine Eingangshysterese, die veranlasst, dass des Ausgangssignal niedrig wird, wenn die Eingänge etwa 70% der Versorgungsspannung (7 V=) überschreiten. Das Ausgangssignal bleibt dann auf niedrigem Pegel, bis die Eingangssignale auf 30% der Versorgungsspannung (3 V=) abfallen. Daher wird die «Brechstange» eingeschaltet, The voltage supply 144 is shown in detail in FIG. 12. The incoming external alternating current (EXT AC) is rectified by BR201 and compared with the external direct voltage input signal. The result is passed via D101 to energy storage capacitors C102 and C112. The sensed voltage is also fed to the "crowbar" circuit, which is formed by power field effect transistors Q101 and NAND gates A and B (which are connected as negators). The quad NAND circuit is powered by the current flowing through R103, D107, D108 and D109, which produces a temperature stabilized voltage of approximately 10 volts DC to pin 14 of IC101. The quadruple NAND gate has an input hysteresis that causes the output signal to go low when the inputs exceed approximately 70% of the supply voltage (7 V =). The output signal then remains at a low level until the input signals drop to 30% of the supply voltage (3 V =). Therefore the «crowbar» is switched on
wenn am Widerstand R105 7 Volt Gleichspannung auftreten, was 25 Volt Gleichspannung an dem externen Gleichspannungseingang entspricht (7 V= zuzüglich des Abfalls an R104, R102 und D103). Man erkennt, dass die «Brechstange» ausserdem eingeschaltet wird, wenn die Spannung am Energiespeicherkondensator 39 V=, den Spannungsabfall an R105, R104, R102 und D104 überschreitet, wenn die Spannung an R105 7 V= erreicht. if 7 volts DC appears on resistor R105, which corresponds to 25 volts DC voltage on the external DC voltage input (7 V = plus the drop across R104, R102 and D103). It can be seen that the «crowbar» is also switched on when the voltage at the energy storage capacitor exceeds 39 V =, the voltage drop at R105, R104, R102 and D104 when the voltage at R105 reaches 7 V =.
Wenn externe Leistung zur Verfügung steht, wird der Ein/Aus-Zustand des Wandlers 706 von der externen Versorgungsspannung gesteuert und nicht von der Spannung des Speicherkondensators . If external power is available, the on / off state of converter 706 is controlled by the external supply voltage and not by the voltage of the storage capacitor.
Der 24 V= -Schaltpunkt für die externe Gleichspannungseingabe entspricht der minimalen Gleichspannung, die für die Betätigung der Auslösespule 22 erforderlich ist. Die 39 V=-Grenze der Spannung am Energiespeicherkondensator ist ein Kompro-miss zwischen der 50 Volt-Maximalgrenze des Kondensators und der 30 Volt-Minimaleingabe für den Wandler, die notwendig ist, um 5 Volt Gleichspannung bei 100 Milliampere Gleichstrom abzugeben, wobei das Minimum-Stromwandler-Ausgangssignal 32 mAEFF beträgt. The 24 V = switching point for the external direct voltage input corresponds to the minimum direct voltage that is required for actuating the trigger coil 22. The 39 V = limit of the voltage on the energy storage capacitor is a compromise between the maximum 50 volt limit of the capacitor and the minimum 30 volt input for the converter, which is necessary to supply 5 volt direct voltage at 100 milliampere direct current, the minimum Current transformer output signal is 32 mAEFF.
Stromnebenschlüsse R100 und R101 werden dazu verwendet den Phasen- bzw. Erdstrom zu fühlen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Stromfluss durch die Widerstände entweder durch Q101 («Brechstange EIN») oder C105 und C112) (Brechstange «AUS») und IC102 erfolgt. Current shunts R100 and R101 are used to sense the phase or earth current. It should be noted that the current flow through the resistors is either Q101 (“crowbar ON”) or C105 and C112) (crowbar “OFF”) and IC102.
Die benötigte Ausschaltverzögerung von 15 Millisekunden für die + 5 V=-Versorgung wird mittels einer Diode D110, eines Widerstandes R107 und eines Kondensators C102 erreicht. Wenn die Spannung an den Stiften 8 und 9 des IC101 unter 3 V= abfällt, nimmt der Ausgangsstift 10 hohes Potential an. The required switch-off delay of 15 milliseconds for the + 5 V = supply is achieved by means of a diode D110, a resistor R107 and a capacitor C102. When the voltage on pins 8 and 9 of the IC101 drops below 3 V =, the output pin 10 assumes high potential.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
13 13
659 732 659 732
Eine 15 Millisekunden dauernde Verzögerung liegt vor, bevor der Stift 12 und der Stift 13 7 V= erreichen. Zu diesem Zeitpunkt geht der Stift 11 auf niedriges Potential, wodurch die + 5 V^-BezugsSpannung auf Null geht. There is a 15 millisecond delay before pin 12 and pin 13 reach 7 V =. At this point, pin 11 goes low, causing the + 5 V ^ reference voltage to go to zero.
Der Spannungssensor 708 bewirkt ausserdem eine Ein/Aus-Steuerung für den Gleichspannungs/Gleichspannungs-Wandler 706. Der Wandler 706 wird eingeschaltet, wenn die Kondensatorspannung 37 V= erreicht, er wird ausgeschaltet, wenn die Spannung auf 33 V= abfällt. Eine 15 Millisekunden dauernde Verzögerung im Aus-Signal stellt sicher, dass der Mikrocomputer 154 lange genug eingeschaltet ist, um den derzeitigen Wert des Phasen- und Erdstroms selbst dann anzuzeigen, wenn der Ausgangsstrom der Wandler 24 zu klein ist, um den Betrieb des Wandlers 706 aufrechtzuerhalten. Hierdurch wird die Aufrechterhaltung eines Auslösesignals für so lange Zeit sichergestellt, dass die Auslösespule 22 ausgelöst werden kann. Man beachte, dass die Auslösespule von dem nicht verriegelnden FET 192 gesteuert wird, anstatt durch ein schaltendes oder verriegelndes Gerät, wie z.B. einem gesteuerten Siliciumgleichrichter, wie er im Stand der Technik verwendet wird. Hierdurch wird eine Un-empfindlichkeit bezüglich durch Störungen hervorgerufener Auslösungen geschaffen. Solche Auslösungen können durch elektrische Überschwinge entstehen. Die erwähnte Tatsache verhindert, dass dann, wenn die Betriebsspannung von einer Batterie geliefert wird, eine unnötige Stromsenke in der Spannungsversorgung vorliegt. The voltage sensor 708 also provides on / off control for the DC / DC converter 706. The converter 706 is turned on when the capacitor voltage reaches 37 V =, and is turned off when the voltage drops to 33 V =. A 15 millisecond delay in the off signal ensures that the microcomputer 154 is on long enough to indicate the current value of the phase and earth current even if the output current of the transducers 24 is too low to operate the transducer 706 maintain. This ensures that a trigger signal is maintained for such a long time that the trigger coil 22 can be triggered. Note that the trip coil is controlled by the non-latching FET 192 rather than by a switching or latching device, such as e.g. a controlled silicon rectifier as used in the prior art. This creates an insensitivity to tripping caused by faults. Such trips can be caused by electrical overshoots. The mentioned fact prevents that when the operating voltage is supplied by a battery, there is an unnecessary current sink in the voltage supply.
Die Schaltpunkte der Ein/Aus-Steuerung 708 und der «Brechstange» 714 sind in Fig. 13 dargestellt. The switching points of the on / off control 708 and the “crowbar” 714 are shown in FIG. 13.
Bei dem Wandler 706 handelt es sich um einen Wandler vom Zerhackertyp, der aus dem Schalttransistor IC102, der Induktivität L102, einer «frei laufenden» Diode Dl 12 und einer vom Transistoren Ql 13 und Q114 gebildeten Spannungsrückkopplung besteht. Die Spannung an der Basis von Q103 wird durch R109 auf + 5 V= eingestellt. Diese Spannung entspricht etwa 1/2 der temperaturstabilisierten Spannung von + 10 V = , die von D107, D108 und D109 erzeugt wird. Converter 706 is a chopper-type converter consisting of switching transistor IC102, inductor L102, a "free-running" diode Dl 12 and a voltage feedback formed by transistors Ql 13 and Q114. The voltage at the base of Q103 is set to + 5 V = by R109. This voltage corresponds to approximately 1/2 of the temperature-stabilized voltage of + 10 V =, which is generated by D107, D108 and D109.
Die Schaltung arbeitet wie folgt: Wenn die Ausgangsspannung unter + 5 V= liegt, ist Q103 eingeschaltet, Q104 ist ausgeschaltet. Der Kollektorstrom von Q103 ist der Basisstrom des pnp-Darlington-Transistors IC102, der dann eingeschaltet wird. Werden der Induktivität 101 etwa + 35 V= zugeführt, steigt der Strom linear an. Der Strom fliesst in C106 und die angeschlossene Last. Wenn die Ausgangsspannung + 5 V= übersteigt, wird Q103 ausgeschaltet, und Q104 wird eingeschaltet. Der Kollektorstrom von Q104 schaltet Q102 an, der die Basis von IC102 klemmt, wodurch dieser rasch ausgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt schaltet der Strom in L101 von IC102 auf die Diode Dl 12. Die Ausgangsspannung beginnt abzunehmen, bis Q103 einschaltet und Q104 ausschaltet und sich der Vorgang selbst wiederholt. Die Hysterese bei dem Ein/Aus-Schalten ergibt sich aus dem naturgemässen Über- und Unterschwingen des durch L101 und C106 gebildeten Resonanzkreises. Die positive Schaltrückkopplung erfolgt durch C103 und R110. Die Schaltpunkte der Spannungsversorgung 144 sind in Fig. 13 dargestellt. The circuit works as follows: If the output voltage is below + 5 V =, Q103 is switched on, Q104 is switched off. The collector current of Q103 is the base current of the pnp Darlington transistor IC102, which is then turned on. If the inductance 101 is supplied with approximately + 35 V =, the current increases linearly. The current flows in C106 and the connected load. If the output voltage exceeds + 5 V =, Q103 turns off and Q104 turns on. Q104's collector current turns on Q102, which clamps the base of IC102, causing it to turn off quickly. At this point the current in L101 switches from IC102 to diode Dl 12. The output voltage begins to decrease until Q103 turns on and Q104 turns off and the process repeats itself. The hysteresis when switching on / off results from the natural overshoot and undershoot of the resonance circuit formed by L101 and C106. The positive switching feedback occurs through C103 and R110. The switching points of the voltage supply 144 are shown in FIG. 13.
Zusätzlich zu dem + 5 V=-Pegel liefert die Spannungsversorgung 144 ausserdem eine Bezugsspannung Vref, die von dem Mikrocomputer 154 gebraucht wird. Von dem 1C103 wird in Kombination mit R114, R115, R116 und C106 ein zusätzliches Signal, nämlich ein Netz-Ein-Rücksetzsignal für den Mikrocomputer geliefert. Wenn der Wandler einschaltet und + 5 Volt Gleichspannung erzeugt werden, bleibt die RS-Leitung für etwa 5 Millisekunden auf Schaltungserde. Dieses Signal gelangt an den Mikrocomputer, der dann zurückgesetzt wird. Die Diode Dill bewirkt ein Zwischen-Netz-Aus-Rücksetzen, sobald die 5 Volt betragende Bezugsspannung auf Null heruntergeht, wodurch sowohl ein sicherer Netz-Ein- als auch Netz-Aus-Übergang gewährleistet ist. In addition to the + 5 V = level, the power supply 144 also provides a reference voltage Vref that is used by the microcomputer 154. In combination with R114, R115, R116 and C106, the 1C103 supplies an additional signal, namely a power-on-reset signal for the microcomputer. When the converter turns on and + 5 volts DC is generated, the RS line remains on circuit ground for approximately 5 milliseconds. This signal goes to the microcomputer, which is then reset. The diode Dill causes an intermediate power-off reset as soon as the 5 volt reference voltage drops to zero, which ensures both a safe power-on and power-off transition.
H. Der Lesespeicher (ROM) H. The read-only memory (ROM)
Der intern in dem Mikrocomputer vorgesehene Lesespeicher (ROM) speichert Befehle, die eine Folge von acht Hauptfunktionen definieren, die bei jeder Periode des Wechselstroms, d.h., alle 16,667 Millisekunden abgearbeitet werden. Jede Funktion ist verantwortlich für das Auffinden eines oder mehrerer Parameterwerte ausserhalb des Mikrocomputers. Diese Parameter enthalten Werte, die von dem zu schützenden elektrischen Schaltkreis erhalten werden, so z.B. den Phasenstrom und den Erdstrom, weiterhin Werte, die durch die Potentiometer und Schalter auf der Frontplatte spezifiziert werden. Die entsprechende Funktion lädt dann den Parameterwert in eine spezifizierte Speicherstelle innerhalb des Schreib/Lese-Speichers (RAM). Darüber hinaus sind die meisten Funktionen ausserdem verantwortlich für die Durchführung einer oder mehrerer Grenzwertprüfungen, so z.B. für das Vergleichen des derzeitigen Phasenstroms mit dem Ansprechwert für sofortige Auslösung (im folgenden als Sofort AW abgekürzt). Da die gesamte Schleife der acht Funktionen alle 16,667 Millisekunden durchgeführt wird, erfolgt jede Grenzwertprüfung bei dieser Geschwindigkeit. The read-only memory (ROM) provided internally in the microcomputer stores instructions which define a sequence of eight main functions which are executed every period of the alternating current, i.e. every 16.667 milliseconds. Each function is responsible for finding one or more parameter values outside the microcomputer. These parameters contain values obtained from the electrical circuit to be protected, e.g. phase current and earth current, as well as values specified by the potentiometers and switches on the front panel. The corresponding function then loads the parameter value into a specified memory location within the read / write memory (RAM). In addition, most functions are also responsible for performing one or more limit checks, e.g. for comparing the current phase current with the response value for immediate tripping (hereinafter abbreviated as Sofort AW). Since the entire loop of the eight functions is performed every 16.667 milliseconds, every limit check is carried out at this speed.
Zusätzlich zu der Aufgabe des Abtastens und Grenzwertprüfens ist jede Funktion für zwei Operationen verantwortlich, die sich auf die numerischen Anzeigen 80 und 82 in der Frontplatte beziehen. Alle 4 Sekunden liest eine Funktion einen Anzeigeparameterwert aus der zugewiesenen Speicherstelle des RAM. In addition to the task of scanning and limit checking, each function is responsible for two operations related to the numeric displays 80 and 82 in the front panel. Every 4 seconds a function reads a display parameter value from the allocated memory location of the RAM.
Dann formatiert die Funktion diesen Parameterwert in vier Ziffernwerte um. Entspricht beispielsweise der derzeitige Phasenstrom 2,14 Einheiten, würde die entsprechende Funktion vier Ziffernwerte erzeugen, nämlich eine Leerstelle, eine 2, eine 1 und eine 4. Diese Ziffernwerte würden dann in zugewiesene Speicheistellen des RAM gebracht werden, wobei jede Stelle einer Ziffernstelle der numerischen Anzeige 80 entspricht. Im allgemeinen formatiert jede Funktion zwei Parameterwerte und lädt somit insgesamt acht Ziffernwerte in die entsprechenden RAM-Speicherstellen. Diese Ziffernwerte verbleiben 4 Sekunden lang in dem RAM, bis die nächste Funktion ihre Pflicht zum Laden der Ziffernwerte erfüllt. The function then reformats this parameter value into four digit values. If, for example, the current phase current corresponds to 2.14 units, the corresponding function would generate four digit values, namely a blank, a 2, a 1 and a 4. These digit values would then be placed in the assigned memory locations of the RAM, with each digit being a digit of the numeric Display 80 corresponds. In general, each function formats two parameter values and thus loads a total of eight digit values into the corresponding RAM memory locations. These digit values remain in RAM for 4 seconds until the next function fulfills its duty to load the digit values.
An dieser Stelle befinden sich die Ziffernwerte in dem RAM. Sie müssen nun zu der richtigen Ziffer innerhalb der numerischen Anzeigen 80 und 82 geschickt werden, dies ist die zweite Operation, die von den acht Hauptfunktionen wahrgenommen wird. Jede Funktion ist jedesmal, wenn sie ausgeführt wird, verantwortlich für das Auffinden eines der Ziffernwerte aus dem RAM und für das Senden dieses Ziffernwertes über das Port 2 des Mikrocomputers 154 an die numerische Anzeige 80 oder 82. Der Digitalwert erscheint dann erleuchtet an der richtigen Stelle innerhalb der numerischen Anzeige. Da etwa alle 2 Millisekunden (16,667/8 ms) eine neue Funktion ausgeführt wird, erscheint der Digitalwert für diesen Zeitabschnitt auf der numerischen Anzeige, bevor er erlischt und der nächste Ziffernwert an eine andere Ziffernstelle der numerischen Anzeige gesendet wird. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt erscheint also lediglich eine Ziffer auf der numerischen Anzeige 80 und 82. Die Ziffern blinken jedoch so rasch, dass sie einem Betrachter als gleichzeitig erleuchtet erscheinen. At this point the numerical values are in the RAM. You must now be sent to the correct digit within the numeric displays 80 and 82, this is the second operation performed by the eight main functions. Each time it is executed, each function is responsible for finding one of the digit values from RAM and sending that digit value through port 2 of microcomputer 154 to numerical display 80 or 82. The digital value then appears lit up in the correct place within the numerical display. Since a new function is executed approximately every 2 milliseconds (16.667 / 8 ms), the digital value for this period of time appears on the numerical display before it goes out and the next digit value is sent to another digit position of the numerical display. At any given time, therefore, only one number appears on the numerical display 80 and 82. However, the numbers flash so rapidly that they appear to a viewer to be simultaneously illuminated.
Das externe ROM151 ist optional, d.h. wahlweise vorzusehen, und es kann dazu verwendet werden, Befehle zum Wahrnehmen zusätzlicher Funktionen zu speichern, so z.B. für weitere Funktionen bezüglich des Daten-E/A-Systems. Ausserdem kann die Wertetabelle für die Potentiometereinstellungen in dem externen ROM gespeichert werden, um ein Wechseln der Tabellenwerte zu erleichtern. The external ROM151 is optional, i.e. optional, and it can be used to store commands to perform additional functions, e.g. for additional functions related to the data I / O system. In addition, the table of values for the potentiometer settings can be stored in the external ROM in order to make it easier to change the table values.
Die Organisation der Hauptbefehlsschleife in dem ROM des Mikrocomputers ist in Fig. 17 dargestellt. Die acht Hauptfunktionen sind als FUNKTx bezeichnet, wobei x die Werte 1 bis 8 annehmen kann. Die von diesen Funktionen aufgerufenen haupsächlichen Unterprogramme sind das gemeinsame Anzeige- The organization of the main instruction loop in the ROM of the microcomputer is shown in FIG. The eight main functions are called FUNKTx, where x can take the values 1 to 8. The main subroutines called by these functions are the common display
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
659 732 659 732
14 14
Programm CMDIS, das Analog/Digital-Umsetzprogramm ADCV1, das Unterprogramm zum Umschalten zwischen den zwei Anzeigepanelen-Multiplexern 166 und 168 und zum Durchführen der Analog/Digital-Umsetzung TADCV, sowie das Untergrogramm «Lesen» zum Erhalten diskreter Werte von den Potentiometereinstellungen. Die Hauptfunktionen sowie die entsprechenden Unterprogramme sollen im folgenden ausführlich erläutert werden. CMDIS program, the ADCV1 analog / digital conversion program, the subroutine for switching between the two display panel multiplexers 166 and 168 and for carrying out the TADCV analog / digital conversion, as well as the "Read" subroutine for obtaining discrete values from the potentiometer settings. The main functions and the corresponding subroutines are to be explained in detail below.
CMDIS - Figur 26 CMDIS - Figure 26
Dieses Unterprogramm wird von jeder Hauptfunktion aufgerufen und daher alle 2 Millisekunden ausgeführt. Es bringt einen Digitalwert, wie er von dem Register R1 adressiert wird, zur Anzeige und führt eine Analog/Digital-Umsetzung auf einer der 8 Eingangsleitungen des Multiplexers 158 durch, wie es durch das Register R6 spezifiziert wird. This subroutine is called by every main function and is therefore executed every 2 milliseconds. It displays a digital value as addressed by register R1 and performs an analog-to-digital conversion on one of the 8 input lines of multiplexer 158 as specified by register R6.
Das Unterprogramm CMDIS gibt auf der Leitung 7 des Ports 1 einen Impuls mit einer Dauer von 100 Mikrosekunden ab, um die Daten-Eingabe/Ausgabe-Spannungsversorgung 176 zu erregen. Ein Abschnitt von CMDIS, bezeichnet mit TADCV, schaltet zwischen dem Multiplexer 166 und dem Multiplexer 168 um, um ein Potentiometer von der anderen Seite der Schalttafel zu lesen. Weiterhin vervollständigt CMDIS eine Zeitverzögerung, um sicherzustellen, dass jede Hauptfunktion in exakt 16,667/8 Millisekunden durchgeführt wird. The subroutine CMDIS emits a pulse with a duration of 100 microseconds on line 7 of port 1 in order to excite the data input / output voltage supply 176. A portion of CMDIS, designated TADCV, switches between multiplexer 166 and multiplexer 168 to read a potentiometer from the other side of the panel. CMDIS also completes a time delay to ensure that each major function is performed in exactly 16.667 / 8 milliseconds.
Für eine ausführliche Beschreibung von CMDIS soll nun auf Fig. 26 Bezug genommen werden. Zuerst wird ein interner Zähler geprüft, um zu bestimmen, ob das 16,667 ms/8 dauernde Zeitfenster abgelaufen oder verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, läuft das Unterprogramm in der Schleife, bis das Zeitfenster abgelaufen ist. Dann wird der Zähler zurückgesetzt. Reference is now made to FIG. 26 for a detailed description of CMDIS. First, an internal counter is checked to determine whether the 16.667 ms / 8 time window has expired or passed. If this is not the case, the subroutine runs in a loop until the time window has expired. Then the counter is reset.
Als nächstes wird die Leitung 7 von Port 1 aktiviert, um zwei Funktionen zu erfüllen. Durch diese Leitung wird der Chipauswahl-Anschluss des Analog/Digital-Umsetzers deaktiviert. Diese Leitung steht ausserdem in Verbindung mit dem Transistor 228 der Daten-Eingabe/Ausgabe-Spannungs-versorgung. Somit bildet die Aktivierung des Leitung 7 des Ports 1 die Vorderflanke eines etwa 100 Mikrosekunden andauernden Impulses für die Daten-E/A-Spannungsversorgung. Next, line 7 from port 1 is activated to perform two functions. The chip selection connection of the analog / digital converter is deactivated by this line. This line is also connected to transistor 228 of the data input / output power supply. Thus, activation of line 7 of port 1 forms the leading edge of an approximately 100 microsecond pulse for the data I / O power supply.
Nun werden vorher vorhandene Alarmbedingungen geprüft, um zu bestimmen, ob ein Impuls auf dem Anschluss SER AUS der optisch gekoppelten Daten-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 174 ausgesendet werden sollte. Wie oben beschrieben wurde, liefert SER AUS ein impuls-codiertes Signal über einem 16,667-Millisekunden-Zeitfenster, um die Fernanzeige über mögliche Alarm- oder Auslösebedingungen zu informieren. Pre-existing alarm conditions are now checked to determine whether a pulse should be sent on the SER OUT connector of the optically coupled data input / output circuit 174. As described above, SER AUS provides a pulse encoded signal over a 16.667 millisecond time window to inform the remote display of possible alarm or trigger conditions.
Nun wird das Register 6 erhöht, um die Kanaladresse für die nächste Eingangsleistung zu erhalten, auf die der Multiplexer 158 zugreifen soll. Das Register 1 wird nun vermindert, um die Adresse des nächsten Digitalwertes für die Anzeige zu erhalten. Register 6 is now incremented to obtain the channel address for the next input power that multiplexer 158 is to access. Register 1 is now reduced in order to obtain the address of the next digital value for the display.
Indem das Register R1 als Adressenzeiger verwendet wird, wird nun einer von acht Digitalwerten aus dem RAM geholt und vorbereitet für die Abgabe an die numerischen Anzeigen. Da der Digitalwert lediglich 4 Bits benötigt, werden die oberen 4 Bits dazu verwendet, die Zwischenspeicher-Freigabeleitung 5 des Ports 2 und die Inhibitleitung 7 des Ports 2 richtig einzustellen. Die Leuchtdiodenanzeige 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 oder 100, die dem derzeit angezeigten Parameter entspricht, wird vom Bit 6 des Ports 2 gesteuert. Das entsprechende Bit in dem angezeigten Digitalwert wird von dem Unterprogramm SR ACE in FUNKT1 gesetzt oder zurückgesetzt. Die Steuerinformation sowie der Digitalwert werden dann über das Port 2 an den Zwischenspeicher-Decoder 194 im Anzeigesystem 155 gesendet. Using register R1 as an address pointer, one of eight digital values is now fetched from RAM and prepared for delivery to the numerical displays. Since the digital value only requires 4 bits, the upper 4 bits are used to correctly set the buffer enable line 5 of port 2 and the inhibit line 7 of port 2. The LED indicator 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 or 100, which corresponds to the currently displayed parameter, is controlled by bit 6 of port 2. The corresponding bit in the displayed digital value is set or reset by the subroutine SR ACE in FUNKT1. The control information and the digital value are then sent via port 2 to the buffer decoder 194 in the display system 155.
Die Kanaladresse für den Multiplexer 158, enthalten im Register R6, wird nun über das Port 2 ausgesendet. Es wird die The channel address for multiplexer 158, contained in register R6, is now sent out via port 2. It will be the
Analog/Digital-Umsetzroutine ADCV1 ausgeführt, und der Digitalwert des Eingangs des Multiplexers 158 wird im Register 3 und im Akkumulator gespeichert. Analog / digital conversion routine ADCV1 is executed and the digital value of the input of multiplexer 158 is stored in register 3 and in the accumulator.
FUNKT 1 - Figur 18 FUNKT 1 - Figure 18
Diese Funktion initialisiert zuerst das Register R1 mit einer Adresse, die um eins grösser ist als die Adresse von Ziff. 1, dem Digitalwert, der in der am weitesten rechts liegenden Stelle der numerischen Anzeigen 80 und 82 angezeigt wird (der Wert wird vor der Verwendung von CMDIS vermindert). Die Funktion initialisiert ausserdem das Register R6 mit der ersten Kanaladresse, auf die der Multiplexer 158 zugreift. This function first initializes register R1 with an address that is one greater than the address of no. 1, the digital value that is displayed in the rightmost digit of the numeric displays 80 and 82 (the value is reduced before using CMDIS). The function also initializes register R6 with the first channel address accessed by multiplexer 158.
Als nächstes wird das Unterprogramm SRACE betreten. Dieses Unterprogramm erhöht einen 4-Sekunden-Zähler. Wenn dieser Zähler von einem Hexadezimalwert FF auf Null überläuft, so zeigt dies an, dass die 4-Sekunden-Anzeigedauer vestri-chen ist, und gemäss Zeitsteuerung wird ein neues Paar von Werten in den numerischen Anzeigen 80 und 82 dargestellt. The next step is to enter the SRACE subroutine. This subroutine increments a 4 second counter. If this counter overflows from a hexadecimal value FF to zero, this indicates that the 4-second display time has elapsed, and according to the time control, a new pair of values is shown in the numerical displays 80 and 82.
Dies erfolgt durch Verschieden des Inhalts des Registers R7. Als nächstes setzt SRACE das Bit 6 in einen der acht Ziffern-wert-RAM-Speicherstellen, so dass die den angezeigten Parametern entsprechende Leuchtdiodenanzeige eingeschaltet wird. This is done by changing the contents of register R7. Next, SRACE places bit 6 in one of the eight digit value RAM memory locations so that the LED display corresponding to the displayed parameters is switched on.
Nun wird die gemeinsame Anzeigeroutine CMDIS aufgerufen. Nach Beendigung der Routine wird Ziff. 1, die am weitesten rechts liegende Ziffernstelle der numerischen Anzeige 82, eingeschaltet, und der derzeitige Phasenstrom ist nun gelesen und von dem ADU156 verarbeitet. Der derzeitige Phasenstrom-wert wird nun im RAM gespeichert. Now the common display routine CMDIS is called. After completion of the routine, para. 1, the rightmost digit of the numerical display 82, is switched on, and the current phase current is now read and processed by the ADU156. The current phase current value is now saved in RAM.
Nun wird das Indexregister R7 geprüft, um zu bestimmen, ob es Zeit ist, den derzeitigen Phasenstromwert auf der numerischen Anzeige 80 der Frontplatte zur Anzeige zu bringen. Falls ja, wird der derzeitige Phasenstromwert in vier Ziffernwerte formatiert, und jeder dieser Ziffernwerte wird in Speicherstellen ZIFFER 8, ZIFFER 7, ZIFFER 6, ZIFFER 5 innerhalb des RAM entsprechend den am weitesten links liegenden Anzeigeziffern gespeichert, d.h. in den Ziffernstellen für die numerische Anzeige 80. Ausserdem wird der derzeitige Erdstrom in vier Digitalwerte formatiert. Diese Digitalwerte werden in den RAM-Speicherstellen ZIFFER 4, ZIFFER 3, ZIFFER 2 und ZIFFER 1 entsprechend den Werten der am weitesten rechts liegenden Ziffern gespeichert, d.h. entsprechend den vier Ziffernstellen der numerischen Anzeige 82. (In den Flussdiagrammen wird für den derzeitigen Phasenstromwert die Abkürzung PPCUR und für den derzeitigen Erdstromwert die Abkürzung PGCUR verwendet.) The index register R7 is now checked to determine if it is time to display the current phase current value on the numeric display 80 of the front panel. If so, the current phase current value is formatted into four digit values, and each of these digit values is stored in memory locations ZIFFER 8, ZIFFER 7, ZIFFER 6, ZIFFER 5 within the RAM corresponding to the leftmost display digits, i.e. in the digits for the numerical display 80. In addition, the current earth current is formatted into four digital values. These digital values are stored in the RAM locations ZIFFER 4, ZIFFER 3, ZIFFER 2 and ZIFFER 1 according to the values of the rightmost digits, i.e. corresponding to the four digits of the numerical display 82. (In the flowcharts, the abbreviation PPCUR is used for the current phase current value and the abbreviation PGCUR for the current earth current value.)
Als nächstes wird der für die Funktion der langen Verzögerung verwendete Wert des Phasenstroms gelesen. Um einen Wert zu erhalten, der doppelte Auflösung des Standardwertes des derzeitigen Phasenstroms aufweist, wird die dem ADU156 zugeleitete Bezugsspannung über die Leitung 6 des Ports 1 eingestellt. Der ADU wird nun veranlasst, erneut den Wert des Spitzenwertgleichrichters 160, wie er über den Multiplexer 158 geliefert wird, umzusetzen. Im Anschluss an die Beendigung der Analog/Digital-Umsetzung wird der Kondensator des Phasen-strom-Spitzenwertgleichrichters 160 durch Erden des Ausgangs des Multiplexers 158 über den FET 186 entsprechend dem über die Leitung 5 des Ports 1 gegebenen Befehl zurückgesetzt. Der Wert des Phasenstroms für lange Verzögerung ist nun im RAM gespeichert. Dieser Wert ist im Flussdiagramm gemäss Fig. 18 mit LDPU abgekürzt. Next, the phase current value used for the long delay function is read. In order to obtain a value that has twice the resolution of the standard value of the current phase current, the reference voltage supplied to the ADU156 is set via the line 6 of the port 1. The ADC is now caused to convert the value of the peak value rectifier 160 as it is supplied via the multiplexer 158 again. Following the termination of the analog-to-digital conversion, the capacitor of the phase current peak rectifier 160 is reset by grounding the output of the multiplexer 158 via the FET 186 in accordance with the command given via line 5 of port 1. The value of the phase current for long delay is now stored in RAM. This value is abbreviated to LDPU in the flowchart according to FIG. 18.
FUNKT1 sendet nun über das Port 1 eine Kanaladresse an den Multiplexer 158, um den Erdstrom-Spitzenwertgleichrichter 162 auszuwählen. Die Analog/Digital-Umsetztroutine ADCV1 wird aufgerufen, den Erdstrom zu lesen und den Wert in einen Digitalwert umzusetzen. Nun wird der Erdstrom-Spitzenwert-gleichrichterkondensator zurückgesetzt. FUNKT1 now sends a channel address to the multiplexer 158 via port 1 to select the earth current peak rectifier 162. The ADCV1 analog / digital conversion routine is called to read the earth current and convert the value into a digital value. Now the earth current peak rectifier capacitor is reset.
Bei höheren Werten des Phasenstroms kann der Erdstrom5 With higher values of the phase current, the earth current5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
15 15
659 732 659 732
wandler 28 fiktive Werte des Erdstroms erzeugen, wenn ein solcher Wert tatsächlich nicht existiert. Dieser Effekt ist umso spürbarer, desto mehr der Phasenstrom ansteigt. Daher wird dem fiktiven Erdstrom dadurch Rechnung getragen, dass der Wert des in dem RAM zu speichernden Erdstroms um einen Faktor 1/8 des Phasenstroms vermindert wird, wenn der Phasenstrom zwischen 1,5 Einheiten und 9 Einheiten liegt. Wenn der derzeitige Wert des Phasenstroms grösser ist als 9 Einheiten, wird der Erdstrom dadurch vernachlässigt, dass der derzeitige Erdstromwert auf Null gesetzt wird, wobei der richtige Wert des Erdstroms nun in dem RAM gespeichert ist. converter 28 generate fictitious values of the earth's current if such a value actually does not exist. This effect is more noticeable the more the phase current increases. The fictitious earth current is therefore taken into account by reducing the value of the earth current to be stored in the RAM by a factor of 1/8 of the phase current when the phase current is between 1.5 units and 9 units. If the current value of the phase current is greater than 9 units, the earth current is neglected by setting the current earth current value to zero, the correct value of the earth current is now stored in the RAM.
FUNKT2 - Figur 19 FUNKT2 - Figure 19
Diese Funktion bestimmt den durchschnittlichen Phasenstrom, nimmt Energieberechnungen vor und legt die Bauartnummer der Auslöseeinheit 26 fest. Zuerst wird der Multiplexer 158 über das Porti mit einer Adresse versorgt, die durch das Register 36 indiziert wird, um die Mittelungsschaltung 164 zu veranlassen, einen Analogwert an den ADU156 zu geben. Es wird die gemeinsame Anzeigeroutine aufgerufen, durch die veranlasst wird, dass Ziff. 2, d.h. die zweite Ziffernstelle von rechts in der numerischen Anzeige 82, eingeschaltet wird, und dass ein Digitalwert für den durchschnittlichen Phasenstrom geliefert wird. Der durchschnittliche Phasenstrom ist in dem Flussdiagramm durch die Abkürzung Iave bezeichnet. Als nächstes wird der Wert des mittleren Phasenstroms mit dem Produkt aus Leistungsfaktor (PE) und Leitungsspannung, wie sie durch das Potentiometer 110 der Frontplatte spezifiziert wird, multipliziert. Das Ergebnis ist der Wert für die derzeitige Kilowattzahl, PRKW. Dieser Wert wird zwischenzeitlich gespeichert und ausserdem auf die Megawattstunden-Zwischensumme addiert. Es wird geprüft, ob PRKW grösser ist als der nach der letzten Betätigung des Kilowatt-Rücksetzknopfes 105 registrierte Spitzen-Kilowattwert (PRACKW). Ist PRKW grösser als dieser Wert, wird der aufgelaufene Spitzen-Kilowattwert mit PRKW gleichgesetzt, und beide Werte werden in dem RAM gespeichert. This function determines the average phase current, performs energy calculations and defines the type number of the tripping unit 26. First, the multiplexer 158 is provided with an address through the porti, which is indexed by the register 36 to cause the averaging circuit 164 to provide an analog value to the ADU156. The common display routine is called, which causes item. 2, i.e. the second digit position from the right in the numerical display 82 is switched on and that a digital value for the average phase current is supplied. The average phase current is indicated in the flowchart by the abbreviation Iave. Next, the value of the average phase current is multiplied by the product of the power factor (PE) and the line voltage as specified by the front panel potentiometer 110. The result is the value for the current kilowatt number, PRKW. This value is temporarily saved and also added to the megawatt hour subtotal. It is checked whether PRKW is greater than the peak kilowatt value (PRACKW) registered after the last actuation of the kilowatt reset button 105. If PRKW is greater than this value, the accumulated peak kilowatt value is equated with PRKW and both values are stored in the RAM.
Das Register R7 wird daraufhin geprüft, ob es an der Zeit ist, die derzeitigen Kilowatt- und Megawattstundenwerte auf den numerischen Anzeigen 80 und 82 anzuzeigen. Ist dies der Fall, so werden die genannten Grössen in vier Ziffernwerte formatiert und in die Speicherstellen für die Ziffernwerte innerhalb des RAM geladen. Register R7 is then checked to determine whether it is time to display the current kilowatt and megawatt hour values on numerical displays 80 and 82. If this is the case, the variables mentioned are formatted into four digit values and loaded into the memory locations for the digit values within the RAM.
Nun wird für den Multiplexer 158 eine Adresse erzeugt, um die Bauartnummer-Kennzeichnungsvorrichtung 170 auszuwählen, so dass diese einen Wert an den ADU156 gibt. Nun erfolgt die A/D-Umsetzung der Bauartnummer, und der umgesetzte Wert wird im RAM gespeichert, um anzuzeigen, welches der verschiedenen wahlweisen (optionalen) Merkmale in der vorliegenden Auslöseeinheit enthalten ist, und um die Ausführung der entsprechenden Befehle weiter unten im ROM auszuwählen. An address is now generated for the multiplexer 158 to select the type number identifier 170 so that it gives a value to the ADU156. The type number is now A / D converted and the converted value is stored in RAM to indicate which of the various optional features are included in the present trip unit and to select the execution of the appropriate commands below in ROM .
FUNKT3 - Figur 20 FUNKT3 - Figure 20
Die erste Aufgabe dieser Funktion besteht darin, die Anzahl von über den Anschluss FER AUS auszusendenden Impulse zurückzusetzen. Diese Information wird später von dem gemeinsamen Anzeigeprogramm dazu verwendet, den richtigen Impulscode auf dem seriellen Ausgang (SER AUS) zu erzeugen. Das gemeinsame Anzeigeprogramm wird nun ausgeführt, um die Ziffer 3 einzuschalten, wobei es sich um die dritte Ziffer von rechts auf den numerischen Anzeigen handelt, und um einen Digitalwert von dem Spitzen-Kilowatt-Einstellpotentiometer 108 zu erhalten. (Dieses Potentiometer ist in Fig. 20 durch KWST-Pot abgekürzt). The first task of this function is to reset the number of pulses to be sent via the FER AUS connection. This information is later used by the common display program to generate the correct pulse code on the serial output (SER OUT). The common display program is now run to turn on digit 3, which is the third digit from the right on the numeric displays, and to get a digital value from the peak kilowatt setting potentiometer 108. (This potentiometer is abbreviated to KWST-Pot in Fig. 20).
Als nächstes wird ein Flag gesetzt, um zu verhindern, dass ein fehlerhafter Impuls von dem Anschluss FER AUS ausgesendet wird. Dann wird das Unterprogramm LESEN ausgeführt, Next, a flag is set to prevent an erroneous pulse from being sent from the FER OFF terminal. Then the READ subroutine is executed,
um einen von acht diskreten Werten der Spitzen-Kilowatteinstellung zu erhalten, wie sie durch das entsprechende Potentiometer 108 spezifiziert wird. Diese Routine wird unten noch im einzelnen erläutert. to obtain one of eight discrete values of the peak kilowatt setting as specified by the corresponding potentiometer 108. This routine is explained in detail below.
Nun wird geprüft, ob es Zeit für die Anzeige der Spitzen-Kilowatt-Einstellung (KWST) auf der numerischen Anzeige 80 ist. Falls ja, wird die Spitzen-Kilowatteinstellung, wie sie durch das Unterprogramm LESEN bestimmt wurde, in vier Digitalwerte formatiert und in den Ziffernwert-Speicherstellen innerhalb des RAM gespeichert, welche den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechen. It is now checked whether it is time for the peak kilowatt setting (KWST) to be shown on the numerical display 80. If so, the peak kilowatt setting as determined by the READ subroutine is formatted into four digital values and stored in the digit value storage locations within RAM which correspond to the digits of the numerical display 80.
In dem RAM wird eine laufende Zwischensumme der Kilowattzahl gehalten. Diese Zwischensumme wird von dem derzeitigen Kilowattwert bei jeder Ausführung von FUNKT3 erhöht, um dadurch die Kilowattwerte über die Zeit zu integrieren, was zu einem den Kilowattstunden entsprechenden Wert führt. Nun wird diese Stelle des RAM geprüft, um zu bestimmen, ob ein Wert entsprechend den Kilowattstunden erreicht ist. Falls ja, wird eine Megawattstunden-Zwischensumme im RAM erhöht, und die Kilowattstunden-Zwischensumme wird unter Beibehaltung des Restes zurückgesetzt. Es wird geprüft, ob es an der Zeit ist, den Inhalt der Megawattstunden-Zwischensumme auf der Anzeige darzustellen. Falls ja, so wird diese Grösse in vier Ziffernwerte formatiert und in den Ziffernwert-Speicherstellen des RAM entsprechend der numerischen Anzeige 82 gespeichert. A running subtotal of the kilowatt number is kept in the RAM. This subtotal is increased from the current kilowatt value each time FUNKT3 is executed, thereby integrating the kilowatt values over time, resulting in a value corresponding to the kilowatt hours. Now this location of the RAM is checked to determine whether a value corresponding to the kilowatt hours has been reached. If so, a megawatt hour subtotal is increased in RAM and the kilowatt hour subtotal is reset while keeping the rest. It is checked whether it is time to show the content of the megawatt hour subtotal on the display. If so, this quantity is formatted into four numerical values and stored in the numerical value storage locations of the RAM in accordance with the numerical display 82.
Nun wird die Leitung 3 des Ports 2 aktiviert, um den Multiplexer 166 auszuwählen und den Multiplexer 168 als Eingabequelle für den Multiplexer 158 auszuschliessen. Es erfolgt eine Analog/Digital-Umsetzung der Werte der Frontplattenschalter 102, 104 und 106, und ein für jede Kombination der Schaltereinstellungen einzigartige Digitalwert wird in dem RAM gespeichert. Line 3 of port 2 is now activated in order to select multiplexer 166 and to exclude multiplexer 168 as an input source for multiplexer 158. An analog / digital conversion of the values of the front panel switches 102, 104 and 106 takes place and a digital value unique for each combination of the switch settings is stored in the RAM.
FUNKT4 - Figur 21 FUNKT4 - Figure 21
Die erste Aufgabe von FUNKT4 besteht darin, das gemeinsame Anzeigeprogramm zum Einschalten der Ziff. 4 aufzurufen, wobei es sich bei der Ziff. 4 um die vierte Ziffer von rechts der numerischen Anzeige 82 handelt. Ferner wird das PFxLF-Potentiometer 110 [Potentiometer für die Grösse Leistungsfaktor (PF) x Leitungsspannung (LS)] abgelesen und es wird ein entsprechender Digitalwert zurückgegeben. Nun wird das Unterprogramm LESEN aufgerufen, um den dem Digitalwert des PFxLS-Potentiometers 110 entsprechenden Tabellenwert zu erhalten. Wenn es an der Zeit ist, den PFxLS-Wert anzuzeigen, wird dieser Wert in vier Ziffernwerte formatiert und in den der numerischen Anzeige 80 entsprechenden Speicherstellen des RAM gespeichert. The first task of FUNKT4 is to use the common display program to switch on the Ziff. 4, whereby it is in the point. 4 is the fourth digit from the right of the numerical display 82. Furthermore, the PFxLF potentiometer 110 [potentiometer for the size of power factor (PF) x line voltage (LS)] is read and a corresponding digital value is returned. Now the READ subroutine is called in order to obtain the table value corresponding to the digital value of the PFxLS potentiometer 110. When it is time to display the PFxLS value, this value is formatted into four digit values and stored in the RAM locations corresponding to the numerical display 80.
Nun wählt die Leitung 3 des Ports 2 den Multiplexer 166 als Eingabequelle für den ADU 156 über den Multiplexer 158 aus, es wird eine Analog/Digital-Umsetzung auf dem Spannungsteilernetzwerk, welches die Druckknopfschalter 105, 107, 128 und 130 enthält, durchgeführt. Ein dem Muster der nun gedrückten Druckknöpfe entsprechender einzigartiger Digitalwert wird in dem RAM gespeichert. Diese Grösse wird ausserdem daraufhin überprüft, ob überhaupt irgendein Druckknopf gedrückt wurde. Falls nicht, wird die Routine FUNKT5 betreten. Andernfalls wird geprüft, ob der Kilowatt-Rücksetz-(KWST)Druck-knopf 105 gedrückt wurde. Falls ja, wird der Wert der Spitzen-Kilowattzahl im RAM gelöscht. Als nächstes wird geprüpft, ob die System-Rücksetztaste 107 gedrückt wurde. Falls ja, werden sämtliche Auslöseanzeigen gelöscht, die seriellen Ausgangsimpulscodes werden auf Null gesetzt, die Anzeigesequenz wird zurückgesetzt, und die Unterbrechung wird freigegeben. Wenn der System-Rücksetzknopf nicht gedrückt wurde, dann ist einer der Test-Druckknöpfe 128 und 130 gedrückt. Der Digitalwert des über die Multiplexer 166 und 158 gelesenen Druckknopfes wird nun in einem Test Flag gespeichert. Line 3 of port 2 now selects multiplexer 166 as an input source for ADC 156 via multiplexer 158. An analog / digital conversion is carried out on the voltage divider network, which contains push-button switches 105, 107, 128 and 130. A unique digital value corresponding to the pattern of the push buttons now pressed is stored in the RAM. This size is also checked to determine whether any push button was pressed at all. If not, the FUNKT5 routine is entered. Otherwise, it is checked whether the kilowatt reset (KWST) push button 105 has been pressed. If so, the peak kilowatt number value in RAM is cleared. Next, it is checked whether the system reset button 107 has been pressed. If so, all trip indicators are cleared, the serial output pulse codes are set to zero, the display sequence is reset, and the interrupt is released. If the system reset button was not pressed, then one of the test push buttons 128 and 130 is pressed. The digital value of the push button read via the multiplexers 166 and 158 is now stored in a test flag.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
659 732 659 732
16 16
FUNKT5 - Figur 22 FUNKT5 - Figure 22
Es wird die gemeinsame Anzeigeroutine aufgerufen, um die Ziff. 5, d.h. die fünfte Ziffer von rechts gesehen, anzuzeigen, und um das Potentiometer 112 für den Sofort-Ansprechwert abzulesen. Das Unterprogramm LESEN nimmt den von der gemeinsamen Anzeigeroutine gelieferten Digitalwert der Potentiometereinstellung und ermittelt den aktuellen Einstellwert aus der in dem ROM gespeicherten Tabelle. Nun wird geprüft, ob es Zeit für die Anzeige des eingestellten Sofort-Ansprechwertes auf der numerischen Anzeige 80 ist. Falls ja, wird der Sofort-Ansprechwert in vier Ziffernwerte formatiert und in den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert. The common display routine is called up in order to 5, i.e. the fifth digit seen from the right, and to read the potentiometer 112 for the immediate response value. The READ subroutine takes the digital value of the potentiometer setting supplied by the common display routine and determines the current setting value from the table stored in the ROM. Now it is checked whether it is time for the set instant response value to be shown on the numerical display 80. If so, the immediate response value is formatted into four digit values and stored in the RAM memory locations corresponding to 80 digits on the numerical display.
Nun wird das Test-Potentiometer 120 über die Multiplexer 168 und 158 gelesen, und es wird ein entsprechender Digitalwert ermittelt. Der zuvor von der Abtastung der Frontplattenschalter erhaltene Digitalwert wird nun geprüft, um zu bestimmen, ob der Schalter 106 in der Stellung «Auslösen» ist. Falls ja, wird in die RAM-Speicherstelle, wo normalerweise der Wert des Test-Potentiometers 120 gespeichert würde, ein fester Wert gespeichert. Dieser feste Wert wird zu einem späteren Zeitpunkt der Ausführung des Tests interpretiert als sechs Einheiten für den Phasenstrom oder 1,5 Einheiten für den Erdstrom. Wenn der Schalter 106 in der Stellung «nicht auslösen» ist, wird als nächstes geprüft, ob mehr als ein Druckknopf gedrückt ist. Dies ist ein unzulässiger Zustand, und es wird kein Test durchgeführt. Wenn bestimmt wird, dass nur ein Druckknopf gedrückt ist, wird geprüft, um welchen Druckknopf es sich handelt. Wurde der Druckknopf «Erde» 130 gedrückt, wird geprüft, ob der Wert des Test-Potentiometers 120, wie er im RAM gespeichert ist, grösser oder gleich dem derzeitigen Wert des Erdstroms ist. Falls nicht, so bedeutet dies, dass der tatsächliche Wert des Erdstroms, der nun von dem System erfasst wird, grösser als der Wert des von dem Potentiometer 120 simulierten Erdstroms ist. Daher wird kein Test ausgeführt und die Auslöseeinheit führt die Standard-Erdstrom-Grenzwertprüfungen durch. Wenn der Wert des Test-Potentiometers 120, wie er im RAM gespeichert ist, grösser ist als der derzeitige Wert des Erdstroms, werden Indizes gesetzt, um die Test-Leuchtdiode 100 anzuschalten, der Wert des Test-Potentiometers 120 wird in vier Ziffernwerte formatiert und in den den Ziffern der numerischen Anzeige 82 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert, und die Anzeige der numerischen Anzeige 82 wird festgehalten. Now the test potentiometer 120 is read via the multiplexers 168 and 158, and a corresponding digital value is determined. The digital value previously obtained from scanning the front panel switches is now checked to determine if switch 106 is in the "trip" position. If so, a fixed value is stored in the RAM location where the value of the test potentiometer 120 would normally be stored. This fixed value will be interpreted as six units for the phase current or 1.5 units for the earth current at a later stage of the test. If the switch 106 is in the "do not trip" position, the next step is to check whether more than one push button is pressed. This is an impermissible condition and no test is carried out. If it is determined that only one push button is pressed, it is checked which push button it is. If the "Earth" push button 130 was pressed, it is checked whether the value of the test potentiometer 120, as it is stored in the RAM, is greater than or equal to the current value of the earth current. If not, this means that the actual value of the earth current that is now detected by the system is greater than the value of the earth current simulated by the potentiometer 120. Therefore, no test is performed and the trip unit carries out the standard earth current limit tests. If the value of the test potentiometer 120, as stored in RAM, is greater than the current value of the earth current, indices are set to switch on the test LED 100, the value of the test potentiometer 120 is formatted into four numerical values and stored in the RAM locations corresponding to the digits of the numerical display 82, and the display of the numerical display 82 is held.
Ist der Druckknopf «Phase» 120 gedrückt, wird geprüpft, ob der Wert des Test-Potentiometers, wie er im RAM gespeichert ist, grösser ist als der derzeitige Phasenstrom. Falls nicht, ist der tatsächliche Wert des Phasenstroms kritischer als der simulierte Testwert, und es wird kein Test durchgeführt. Stattdessen werden von dem System die normalen Grenzwertprüfungen betreffend den derzeitigen Phasenstrom durchgeführt. If the "Phase" push button 120 is pressed, a check is carried out to determine whether the value of the test potentiometer, as stored in RAM, is greater than the current phase current. If not, the actual phase current value is more critical than the simulated test value and no test is performed. Instead, the system performs the normal limit checks on the current phase current.
Wenn der simulierte Testwert des Phasenstroms grösser ist als der derzeitige Wert des Phasenstroms, wird ein Index gesetzt, um die Test-Leuchtdiode 100 einzuschalten, der Wert des Test-Potentiometers 120 wird in vier Ziffern werte formatiert und in den den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert, und es wird ein Index gesetzt, um die numerische Anzeige 80 festzuhalten, d.h. «einzufrieren». If the simulated test value of the phase current is greater than the current value of the phase current, an index is set to switch on the test light-emitting diode 100, the value of the test potentiometer 120 is formatted into four digits and in the digits of the numerical display 80 corresponding RAM locations, and an index is set to hold the numerical display 80, ie «Freeze».
Es wird nun geprüft, ob das Test-Flag gleich dem durch die Abtastung der Druckknöpfe erzeugten Bit-Muster ist. Falls ja, so bedeutet dies, dass der Test-Druckknopf noch gedrückt wird. Weil nicht eher ein Test durchgeführt wird, als bis der Knopf losgelassen ist, wird zu diesem Zeitpunkt kein Test durchgeführt. Unterscheidet sich der Wert des Test-Flags von dem des Druckknopfes, wird geprüft, ob der Druckknopf «Phase» 128 gedrückt ist. Falls ja, wird der Wert des Test-Po-tentiometers 120 in den dem derzeitigen Phasenstrom und dem lange verzögerten Phasenstrom entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert. Wurde der Knopf «Erde» gedrückt, wird der Wert des Test-Potentiometers 120 in denjenigen RAM-Speicherstellen gespeichert, die dem derzeitigen Wert des Erdstroms entsprechen. Dies beendet den Abschnitt der in Funktion 5 enthaltenen Testfunktion. It is now checked whether the test flag is equal to the bit pattern generated by the scanning of the push buttons. If so, this means that the test push button is still pressed. Because a test is not performed until the button is released, no test is performed at this time. If the value of the test flag differs from that of the push button, it is checked whether the "Phase" push button 128 is pressed. If so, the value of the test potentiometer 120 is stored in the RAM locations corresponding to the current phase current and the long delayed phase current. If the “Earth” button was pressed, the value of the test potentiometer 120 is stored in those RAM memory locations that correspond to the current value of the earth current. This ends the section of the test function contained in function 5.
Als nächstes wird der derzeitige Wert des Phasenstroms mit dem Sofort-Ansprechwert verglichen, der durch das Potentiometer 112 spezifiziert ist. Wenn der derzeitige Wert des Phasenstroms unter diesem Wert liegt, wird sofort in die Funktion 6 eingetreten. Wenn der derzeitige Wert des Phasenstroms grösser ist als der Sofort-Ansprechwert, wird ein Index gesetzt, um das gemeinsame Anzeigeunterprogramm zu veranlassen, ein Muster von Impulsen an den Anschluss SER AUS auszugeben, um anzuzeigen, dass eine sofortige Auslösung erfolgt ist, und es wird das Unterprogramm «Auslösen» aufgerufen, was in einem späteren Abschnitt erläutert werden wird. Next, the current phase current value is compared to the instantaneous response value specified by potentiometer 112. If the current value of the phase current is below this value, function 6 is entered immediately. If the current phase current value is greater than the immediate response value, an index is set to cause the common display subroutine to output a pattern of pulses to the SER OFF connector to indicate that an immediate trip has occurred and it will called the "Trigger" subroutine, which will be explained in a later section.
FUNKT6 - Figur 23 FUNKT6 - Figure 23
Die gemeinsame Anzeigeroutine wird zum Einschalten der Ziff. 6 ausgeführt, und das Potentiometer für den Ansprechwert für lange Verzögerung wird gelesen und umgesetzt. Der Digitalwert entsprechend dieser Potentiometereinstellung wird nun durch das Unterprogramm «Lesen» behandelt, um den entsprechenden Tabellenwert zu ermitteln. Wenn es Zeit für die Anzeige des Ansprechwertes für lange Verzögerung auf den numerischen Anzeigen ist, wird der Ansprechwert für lange Verzögerung (LDPU) in vier Ziffernwerte formatiert und in den RAM-Speicherstellen gespeichert, die den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechen. Als nächstes wird das Potentiometer 122 für die lange Verzögerungszeit (LDT-Potentiometer) abgetastet, und der gelesene Wert wird in einen Digitalwert umgewandelt und von der Routine «Lesen» verarbeitet, um den Tabellenwert für die lange Verzögerungzeit zu erhalten. The common display routine is used to switch on item. 6 executed, and the potentiometer for the response value for long delay is read and implemented. The digital value corresponding to this potentiometer setting is now handled by the «Read» subroutine to determine the corresponding table value. When it is time for the long delay response value to be displayed on the numeric displays, the long delay response value (LDPU) is formatted into four digit values and stored in the RAM locations corresponding to the digits on the numerical display 80. Next, the long delay potentiometer 122 (LDT potentiometer) is sampled and the read value is converted to a digital value and processed by the read routine to obtain the long delay table value.
Dann wird eine Grenzwertprüfung für die lange Verzögerung durchgeführt, indem zuerst der Phasenstrom für lange Verzögerung und der Ansprechwert für lange Verzögerung verglichen werden (LDPC > LDPU ?). Ist der Phasenstrom für lange Verzögerung (LDPC) nicht grösser als der Ansprechwert für lange Verzögerung, wird die Zwischensumme für lange Verzögerung um das Quadrat der Differenz zwischen dem eingestellten Ansprechwert für lange Verzögerung und den Phasenstrom für lange Verzögerung vermindert. Dann wird in FUNKT7 eingetreten. A long delay limit check is then performed by first comparing the long delay phase current and the long delay response value (LDPC> LDPU?). If the long delay phase current (LDPC) is not greater than the long delay pickup value, the long delay subtotal is reduced by the square of the difference between the set long delay pickup value and the long delay phase current. Then FUNKT7 is entered.
Wenn der Phasenstrom für lange Verzögerung grösser ist als der Ansprechwert für lange Verzögerung, wird die Zwischensumme für lange Verzögerung um das Quadrat des Phasenstroms für lange Verzögerung erhöht. Es wird nun geprüft, ob die Zwischensumme für lange Verzögerung grösser ist als der Wert der für eine lange verzögerte Auslösung spezifizierten Zwischensumme für lange Verzögerung. Falls nicht, wird in FUNKT7 eingetreten. Wenn der Stromwert der Zwischensumme grösser ist als der Auslösepegel, wird in dem RAM ein Code gespeichert, damit das gemeinsame Anzeigeprogramm den richtigen Impulscode über den Anschluss SER AUS abgibt, um so eine lange verzögerte Auslösung anzuzeigen. Als nächstes wird das Unterprogramm «Auslösen» aufgerufen, und die Zwischensumme für lange Verzögerung wird gelöscht. Dann wird in FUNKT7 eingetreten. If the long delay phase current is greater than the long delay response value, the long delay subtotal is increased by the square of the long delay phase current. It is now checked whether the subtotal for long delay is greater than the value of the subtotal for long delayed triggering. If not, FUNKT7 is entered. If the current value of the subtotal is greater than the trigger level, a code is stored in the RAM so that the common display program outputs the correct pulse code via the SER AUS connection, in order to indicate a long delayed triggering. Next, the «Trigger» subroutine is called and the long delay subtotal is cleared. Then FUNKT7 is entered.
FUNKT7 - Figur 24 FUNKT7 - Figure 24
Das gemeinsame Anzeigeprogramm wird aufgerufen, um die Ziff. 7 anzuzeigen und einen Digitalwert der Einstellung des Potentiometers 116 für den Ansprechwert für kurze Verzögerungszeit zu erhalten. Dann wird die Routine «Lesen» aufgerufen, um den entsprechenden Tabellenwert für den dem vom Potentiometer abgetasteten Digitalwert entsprechenden Ansprech5 The common display program is called up in order to 7 and to receive a digital value of the setting of the potentiometer 116 for the response value for short delay time. Then the «Read» routine is called to find the corresponding table value for the response5 corresponding to the digital value scanned by the potentiometer
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
17 17th
659 732 659 732
wert für kurze Verzögerung zu erhalten. Es wird geprüft, ob es Zeit für die Anzeige des Ansprechwertes für kurze Verzögerung ist. Falls ja, wird der Ansprechwert für kurze Verzögerung in vier Ziffernwerte formatiert und in denjenigen RAM-Speicherstellen gespeichert, die den Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechen. worth getting for short delay. It is checked whether it is time for the response value to be displayed for a short delay. If so, the short delay response value is formatted into four digit values and stored in those RAM locations corresponding to the digits of the numerical display 80.
Leitung 3 von Port 2 wird nun aktiviert, um Multiplexer 166 auszuwählen, das Potentiometer 124 für kurze Verzögerungszeit (SDT) abzutasten und hieraus einen Digitalwert zu erhalten. Dann wird der Tabellenwert für die kurze Verzögerungszeit durch das Programm «Lesen» ermittelt. Wenn es nun Zeit für die Anzeige der kurzen Verzögerungszeit ist, wird der Wert der kurzen Verzögerungszeit in vier Ziffernwerte formatiert und in den RAM-Speicherstellen gespeichert, die für die Anzeige als Ziffern 1 bis 4 in der numerischen Anzeige 82 vorgesehen sind. Line 3 of port 2 is now activated in order to select multiplexer 166, to scan potentiometer 124 for short delay time (SDT) and to obtain a digital value therefrom. Then the table value for the short delay time is determined by the «Read» program. When it is time to display the short delay time, the value of the short delay time is formatted into four digit values and stored in the RAM locations designated for display as numbers 1 through 4 in the numerical display 82.
Nun wird der Grenzwert für die kurze Verzögerung geprüft, indem zuerst der derzeitige Phasenstrom (PPCUR) mit dem Ansprechwert für kurze Verzögerung (SDPU) verglichen wird. Wenn der eingestellte Ansprechwert nicht überschritten wird, wird die Zwischensumme für kurze Verzögerung (SD) gelöscht und in die Funktion 8 eingetreten. Now the limit for the short delay is checked by first comparing the current phase current (PPCUR) with the response value for short delay (SDPU). If the set response value is not exceeded, the subtotal for short delay (SD) is deleted and function 8 is entered.
Wenn der derzeitige Phasenstrom grösser ist als der Ansprechwert für kurze Verzögerung, wird die RAM-Speicherstelle entsprechend dem Muster der Schalter 102, 104 und 106 geprüft, um zu bestimmen, ob eine kurz verzögerte I2T-Funktion über den Schalter 102 aufgerufen ist. Falls ja, wird das Quadrat des derzeitigen Phasenstromwertes auf die Zwischensumme für die kurze Verzögerung addiert, und der neue Wert der Zwischensumme für die kurze Verzögerung wird mit dem Auslösepegel für kurze Verzögerung verglichen. Wenn der Auslösepegel überschritten wird, wird ein Impulscode für den Anschluss SER AUS und die Fernanzeige gespeichert und es wird das Unterprogramm «Auslösen» aufgerufen. Wird der Zwischensummen-Auslösepegel nicht überschritten, wird in die Funktion 8 eingetreten. If the current phase current is greater than the short delay response value, the RAM location is checked according to the pattern of switches 102, 104 and 106 to determine if a short delayed I2T function is called through switch 102. If so, the square of the current phase current value is added to the short delay subtotal and the new short delay subtotal is compared to the short delay trip level. If the trigger level is exceeded, a pulse code is saved for the SER OFF connection and the remote display and the «Trigger» subroutine is called. Function 8 is entered if the subtotal trigger level is not exceeded.
Wurde für den Test kurzer Verzögerung keine I2T-Funktion spezifiziert, wird der derzeitige Phasenstromwert auf den Zwischenwert für die kurze Verzögerung addiert und es wird ein Vergleich durchgeführt, um zu bestimmen, ob der neue Wert der Zwischensumme für die kurze Verzögerung nun den Zwischenwert-Auslösepegel für kurze Verzögerung überschreitet. Falls nicht, wird sofort in FUNKT8 eingetreten. Wenn der Zwischensummen-Auslösepegel überschritten wird, wird der Impulscode für SER AUS und die Fernanzeige gespeichert, und es wird die Routine «Auslösen» vor dem Eintritt in FUNKT8 aufgerufen. If an I2T function was not specified for the short delay test, the current phase current value is added to the intermediate value for the short delay and a comparison is made to determine whether the new value of the subtotal for the short delay is now the intermediate value trigger level for short delay. If not, FUNKT8 is entered immediately. If the subtotal trigger level is exceeded, the pulse code for SER OFF and the remote display is saved and the «Trigger» routine is called before entering FUNKT8.
FUNKT8 - Figur 25 FUNKT8 - Figure 25
Die gemeinsame Anzeigeroutine wird aufgerufen, um Ziff. 8 anzuzeigen, die am weitesten links liegende Ziffernstelle in der numerischen Anzeige 80, und um das Potentiometer für den Erdschluss-Ansprechwert abzutasten und umzuwandeln. Der Tabellenwert für den Erdschluss-Ansprechwert(GPFU) entsprechend dem Digitalwert des Potentiometers 118 wird dann von dem Unterprogramm «Lesen» bestimmt und im RAM gespeichert. Wenn es nun an der Zeit ist, den Erdschluss-Ansprech-wert anzuzeigen, wird diese Grösse in vier Ziffernwerte formatiert und in den den vier Ziffern der numerischen Anzeige 80 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert. The common display routine is called up to para. 8, the leftmost digit in the numeric display 80, and to sense and convert the potentiometer for the earth fault response value. The table value for the earth fault response value (GPFU) corresponding to the digital value of the potentiometer 118 is then determined by the “read” subroutine and stored in the RAM. When it is time to display the earth fault response value, this quantity is formatted into four digit values and stored in the RAM memory locations corresponding to the four digits of the numerical display 80.
Das Potentiometer 126 für die Erdschlusszeit(GFT) wird nun abgetastet, und es wird ein entsprechender Digitalwert ermittelt. Dann bestimmt das Unterprogramm «Lesen» den Tabellenwert entsprechend dem Digitalwert des Potentiometers 126. Wenn es an der Zeit ist für die Anzeige des Erdschlusswer-tes, wird diese Grösse in vier Ziffernwerte formatiert und in den den vier Ziffern der numerischen Anzeige 82 entsprechenden RAM-Speicherstellen gespeichert. Nun wird geprüft, ob der derzeitige Wert des Erdschlussstroms (PGTUR) grösser ist als der Erdschluss-Ansprechwert (GFPU). Falls nicht, erfolgt eine zusätzliche Prüfung dahingehend, ob der derzeitige Wert des Erdschlussstroms grösser ist als die Hälfte des Erdschluss-Ansprechpegels. Falls ja, wird das Erdschluss-Verriegelungsflag gesetzt. Die Erdschluss-Zwischensumme wird anschliessend erniedrigt, und die Schleife kehrt zu FUNKT 1 zurück. The potentiometer 126 for the earth fault time (GFT) is now scanned and a corresponding digital value is determined. Then the “Read” subroutine determines the table value according to the digital value of potentiometer 126. When it is time to display the earth fault value, this variable is formatted into four digit values and in the RAM corresponding to the four digits of numerical display 82 Locations saved. Now it is checked whether the current value of the earth fault current (PGTUR) is greater than the earth fault response value (GFPU). If not, an additional check is carried out to determine whether the current value of the earth fault current is greater than half the earth fault response level. If so, the earth fault interlock flag is set. The earth fault subtotal is then reduced and the loop returns to FUNCTION 1.
Wenn der derzeitige Wert des Erdschlussstroms nicht grösser ist als der Erdschluss-Ansprechpegel, wird anschliessend die das Frontplatten-Schaltermuster spezifizierende Speicherstelle des RAM geprüft. Ist der Erdschluss-I2T-Schalter 104 gesetzt, wird eine Grösse entsprechend dem l,5fachen des derzeitigen Wertes des Erdschlussstroms auf die Erdschluss-Zwischen-summe (GF-Zwischensumme) addiert. Wenn der I2T-Schalter 104 nicht gesetzt ist, wird die Erdschluss-Zwischensumme lediglich erhöht. If the current value of the earth leakage current is not greater than the earth leakage response level, the memory location of the RAM specifying the front panel switch pattern is then checked. If the earth fault I2T switch 104 is set, a quantity corresponding to 1.5 times the current value of the earth fault current is added to the earth fault subtotal (GF subtotal). If the I2T switch 104 is not set, the earth fault subtotal is only increased.
Als nächstes wird geprüft, ob die Erdschluss-Zwischen-summe grösser ist als der Erdschlusszeit-Grenzwert. Falls nicht, wird bei FUNKT1 erneut in die Hauptprogrammschleife eingetreten. Ist die Zwischensumme grösser als die Erdschlusszeit (GFT), wird ein Impulscode gespeichert, der ermöglicht, dass das richtige Codemuster auf dem Anschluss SER AUS abgegeben wird, und es wird das Unterprogramm «Auslösen» vor der Rückkehr zum oberen Teil der Hauptprogrammschleife bei FUNKT1 aufgerufen. Next, it is checked whether the earth fault subtotal is greater than the earth fault time limit. If not, the main program loop is entered again at FUNKT1. If the subtotal is greater than the earth fault time (GFT), a pulse code is saved which enables the correct code pattern to be output on the SER AUS connection and the «Trigger» subroutine is called before returning to the upper part of the main program loop at FUNKT1 .
AUSLÖSEN - Figur 27 RELEASE - Figure 27
Dieses Unterprogramm wird immer dann ausgeführt, wenn elektrische Bedingungen des Leistungsschalters die Grenzwerte der Zeit/Strom-Kennlinie, wie sie über die Frontplatte der Auslöseeinheit 26 eingegeben wurden, überschritten werden. Bedingungen ausserhalb der Grenzen werden durch die aufrufenden Funktionen der Hauptprogrammschleifenbefehle erfasst, die in dem ROM gespeichert sind. This subroutine is executed whenever electrical conditions of the circuit breaker exceed the limit values of the time / current characteristic curve, as entered via the front plate of the tripping unit 26. Out of bounds conditions are detected by the calling functions of the main program loop instructions stored in the ROM.
Das Unterprogramm «Auslösen» prüft zuerst das Auslöse-flag, um zu bestimmen, ob diese Auslösebedingung bei einer vorhergehenden Ausführung der Hauptschleife erfasst wurde. Falls ja, wird im nächsten Schritt das Register R7 gesetzt und die numerische Anzeige festgehalten. Ist dies das erste Mal, The «Trigger» subroutine first checks the trigger flag to determine whether this trigger condition was detected during a previous execution of the main loop. If so, register R7 is set in the next step and the numerical display is recorded. Is this the first time
dass die Auslösebedingung erfasst wird, wird das Auslöseflag zurückgesetzt, und der derzeitige Wert des Phasenstroms wird in die Ziffernwertstellen des RAM entsprechend den Ziffern der numerischen Anzeige 80 geladen. Als nächstes wird Bit 6 der entsprechenden Ziffernwertsteile im RAM gesetzt, um zu veranlassen, dass die richtige Leuchtdiode auf der Frontplatte leuchtet, um diejenige Funktion anzuzeigen, die den Auslösevorgang verursacht hat. Man beachte, dass, wenn Bit 6 eines Ziffernwertes auf Port 2 gesendet wird, die Leitung 6 von Port 2 aktiviert wird, wenn und nur wenn die an die richtige Leuchtdiode angeschlossene Ziffer erleuchtet ist. Dies schaltet den Transistor 208 an, um die richtige Leuchtdiode (LED) zu erleuchten. that the trigger condition is detected, the trigger flag is reset and the current value of the phase current is loaded into the digit value digits of the RAM corresponding to the digits of the numerical display 80. Next, bit 6 of the corresponding digits in RAM is set to cause the correct LED on the front panel to light to indicate the function that caused the trip. Note that if bit 6 of a digit value is sent on port 2, line 6 of port 2 will be activated if and only if the digit connected to the correct LED is lit. This turns on transistor 208 to illuminate the correct light emitting diode (LED).
Dann wird das Register R7 gesetzt, um die numerische Anzeige einzufrieren und zu verhindern, dass irgendeine der Funktionen der Hauptschleife versucht, eine andere Grösse zur Anzeige zu bringen. Nun erfolgt eine Unterbrechungssperre, und es wird geprüft, ob dieser Aufruf der Routine «Auslösen» das Ergebnis eines ausgeführten Test war, d.h. das Ergebnis davon, dass die Bedienungsperson entweder den Knopf «Phase» 128 oder den Knopf «Erde» 130 betätigt hat. Falls ja, wird geprüft, ob der Schalter 106 sich in der Stellung «nicht auslösen» befindet. Ist dies der Fall, setzt das Unterprogramm das Testflag und den 4-Sekunden-Zeitgeber zurück und kehrt zur aufrufenden Stelle zurück. Register R7 is then set to freeze the numeric display and prevent any of the functions of the main loop from trying to display a different size. Now there is an interruption lock and a check is carried out to determine whether this call to the «Trigger» routine was the result of a test that was carried out, i.e. the result of the operator pressing either the "Phase" button 128 or the "Earth" button 130. If so, it is checked whether the switch 106 is in the “do not trip” position. If this is the case, the subroutine resets the test flag and the 4-second timer and returns to the calling point.
Wenn der Schalter 106 sich in der Stellung «Auslösen» befindet oder wenn der Aufruf des Unterprogramms «Auslösen» nicht durch einen Test veranlasst wurde, wird die Leitung 4 des Ports 1 betätigt. Hierdurch wird dann ein Signal über die Lei- If switch 106 is in the “trigger” position or if the “trigger” subroutine has not been called by a test, line 4 of port 1 is actuated. In this way, a signal is then
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
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50 50
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659 732 659 732
18 18th
tung 190 (Fig. 2) an den Transistor 192 gegeben, welches die Auslösespule 22 betätigt und ein Öffnen der Kontakte 18 veranlasst. Das Testflag und der 4-Sekunden-Zeitgeber werden zurückgesetzt und das Unterprogramm kehrt zur aufrufenden Stelle zurück. device 190 (FIG. 2) is given to the transistor 192, which actuates the trigger coil 22 and causes the contacts 18 to open. The test flag and the 4-second timer are reset and the subroutine returns to the calling point.
LESEN - Figur 28 READ - Figure 28
Dieses Unterprogramm erfüllt eine Tabellen-Nachschlagefunktion, so dass die Grenzwert-Einstellpotentiometer auf der Frontplatte der Auslöseeinheit 26 irgendeinen der acht diskreten Werte auswählen können anstatt ein sich kontinuierlich änderndes Ausgangssignal abzugeben. Zusätzlich schafft das Unterprogramm einen Hystereseeffekt, wenn die Potentiometer eingestellt werden, um das unerwünschte Ändern der Potentiometerwerte bei Änderung der Umgebungstemperatur auszuschalten und den Einstellvorgang leichter und einfacher zu gestalten. This subroutine performs a table lookup function so that the limit setting potentiometers on the front panel of trip unit 26 can select any of the eight discrete values rather than delivering a continuously changing output signal. In addition, the subroutine creates a hysteresis effect when the potentiometers are set in order to switch off the undesired changing of the potentiometer values when the ambient temperature changes and to make the setting process easier and easier.
Nach Eintritt in das Unterprogramm «Lesen» enthält das Register RO die Adresse derjenigen RAM-Speicherstelle, unter der der auszulösende Parameterwert gespeichert ist, Register 2 enthält die Anfangsadresse der Tabelle von 8 Werten, die von dem Potentiometer ausgewählt werden können, und der Akkumulator und Register R3 enthalten jeweils den Digitalwert der von dem Potentiometer eingestellten Spannung, wie sie an den ADU156 geliefert wird. After entering the subroutine «Read», the register RO contains the address of the RAM memory location under which the parameter value to be triggered is stored, register 2 contains the start address of the table of 8 values that can be selected by the potentiometer, and the accumulator and Registers R3 each contain the digital value of the voltage set by the potentiometer, as supplied to the ADU156.
Zuerst wird geprüft, ob bereits ein Auslösevorgang stattgefunden hat. Falls ja, wird das Unterprogramm sofort verlassen. Andernfalls werden von dem 8 Bits umfassenden Digitalwert der Potentiometer-Spannungseinstellung die unteren fünf Bits fallengelassen, und die drei höchstwertigen Ziffern werden zirkuliert, um die niedrigstwerigen Bits zu werden. Der Akkumulator enthält somit eine Binärzahl mit einem Dezimalwert zwischen Null und 7. Diese Grösse wird dann auf die Anfangsadresse der Tabelle addiert, die im Register R2 gespeichert ist, wodurch sich die RAM-Adresse des von dieser speziellen Einstellung des Potentiometers ausgewählten Tabellen wertes ergibt. Der so erhaltene Wert kann zum Aktualisieren des speziell eingestellten Parameters herangezogen werden oder nicht, abhängig von dem vorhergehenden Wert dieses Potentiometers. First, it is checked whether a triggering process has already taken place. If so, the subroutine is exited immediately. Otherwise, the lower five bits of the 8-bit digital value of the potentiometer voltage setting are dropped and the three most significant digits are circulated to become the least significant bits. The accumulator thus contains a binary number with a decimal value between zero and 7. This variable is then added to the start address of the table, which is stored in register R2, resulting in the RAM address of the table value selected by this special setting of the potentiometer. The value obtained in this way may or may not be used to update the specially set parameter, depending on the previous value of this potentiometer.
Wenn die neue Einstellung, wie sie von der Tabelle erhalten wird, der alten Einstellung gleicht, wird die alte Einstellung in den RAM unter die durch das Register RO spezifizierte Adresse zurückgeladen. Wenn der neue Einstellwert nicht dem alten Einstellwert gleicht, erfolgt der Hysteresetest. When the new setting as obtained from the table is the same as the old setting, the old setting is reloaded into the RAM at the address specified by the RO register. If the new set value does not match the old set value, the hysteresis test is carried out.
Grundsätzlich prüft der Hysteresetest den gesamten 8-Bit-Ausgang des ADU 156, wie er von dem Potentiometer abgetastet wird. Sind Bit 1 und Bit 2 gleich, d.h. sind die Bits entweder 00 oder 11, wird der neue Einstellwert ignoriert, und der alte Einstell wert wird in das RAM zurückgeladen. Der Zweck dieser Massnahme lässt sich aus Tabelle I ersehen, in der von 28 möglichen Kombinationen des ADU-Ausgangssignals 8 Werte dargestellt sind. Wie bereits erläutert wurde, bestimmen die höchstwertigen Bits, d.h. die Bits 5, 6 und 7, den Einstellpunkt des Potentiometers. Wie man aus Tabelle I ersieht, erhöht sich die Potentiometereinstellung in binäre Schreibweise von 100 auf 101, wenn das Ausgangssignal des Analog/Digital-Umsetzers von dem Wert D auf den Wert E wechselt. Durch Ignorieren einer Änderung in der Potentiometereinstellung, bei der Bits 1 und 2 entweder 11 oder 00 sind, wird ein Hystereseeffekt erzielt. Basically, the hysteresis test checks the entire 8-bit output of the ADU 156 as it is scanned by the potentiometer. Are bit 1 and bit 2 the same, i.e. if the bits are either 00 or 11, the new setting value is ignored and the old setting value is reloaded into RAM. The purpose of this measure can be seen from Table I, in which 8 values of 28 possible combinations of the ADC output signal are shown. As already explained, the most significant bits determine, i.e. bits 5, 6 and 7, the setting point of the potentiometer. As can be seen from Table I, the potentiometer setting in binary notation increases from 100 to 101 when the output signal of the analog / digital converter changes from the value D to the value E. Ignoring a change in the potentiometer setting where bits 1 and 2 are either 11 or 00 will produce a hysteresis effect.
TABELLE I Bit-Nummer: 76543210 TABLE I bit number: 76543210
Wert value
1 1
0 0
0 0
1 1
1 1
1 1
0 0
0 0
•-- A • - A
1 1
0 0
0 0
1 1
1 1
1 1
0 0
1 — 1 -
B B
1 1
0 0
0 0
1 1
1 1
1 1
1 1
0 0
c c
1 1
0 0
0 0
1 1
1 1
1 1
1 1
1 — 1 -
D D
1 1
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
E E
1 1
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
1 — 1 -
F F
1 1
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
1 1
0 0
• - - . G • - -. G
1 1
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
1 1
1 — 1 -
H H
Vergegenwärtigt man sich, dass der Hysteresetest nur durchgeführt wird, wenn eine Änderung in den oberen drei Bits des Ausgangssignals des ADU vorliegt, ersieht man, dass ein Erhöhen des Ausgangssignals des ADU von Wert B auf den Wert C nicht dazu führt, dass ein neuer Wert gespeichert wird, weil die oberen drei Bits von B und C gleich sind. Ein Ansteigen vom Wert B auf den Wert G jedoch würde klar dazu führen, dass ein neuer Wert gespeichert wird, da Bit 5 die Ausgangsgrösse von 0 auf 1 gewechselt hat. If one realizes that the hysteresis test is only carried out if there is a change in the upper three bits of the output signal of the ADC, it can be seen that increasing the output signal of the ADC from value B to value C does not lead to a new value is stored because the top three bits of B and C are the same. However, an increase from the value B to the value G would clearly lead to a new value being stored, since bit 5 has changed the output variable from 0 to 1.
Ohne die Ausführung des Hysteresetests würde ein Ansteigen der ADU-Ausgangsgrösse vom Wert C auf den Wert F in ähnlicher Weise dazu führen, dass ein neuer Potentiometerwert gespeichert wird. Dies jedoch stellt eine Änderung des Wertes von etwa 3/256 der maximalen Potentiometereinstellung oder weniger als 1,2% dar. Eine solche Veränderung kann leicht aufgrund von Schwankungen der Umgebungstemperatur auftreten. Without the hysteresis test being carried out, an increase in the ADC output variable from the value C to the value F would similarly lead to a new potentiometer value being stored. However, this represents a change in the value of about 3/256 of the maximum potentiometer setting or less than 1.2%. Such a change can easily occur due to fluctuations in the ambient temperature.
Durch die Verwendung des Hysteresetests, in dem die ADU-Ausgangsgrösse mit gleichen Werten in den Bits 1 und 2 ignoriert werden, würde eine Änderung der ADU-Ausgangsgrösse vom Wert C auf den Wert F dazu führen, dass die neue Potentiometereinstellung ignoriert wird und die alte Potentiometereinstellung in den RAM zurückgeladen wird, weil Bit 1 und 2 des Wertes F beide Null sind. Wenn in ähnlicher Weise die Bedienungsperson den Wert des Potentiometers vermindern würde, was zur Folge hat, dass die ACU-Ausgangsgrösse sich von Wert G auf den Wert C ändert, würde ebenfalls der neue Wert ignoriert und der alte Wert beibehalten werden, weil die Bits 1 und 2 des Wertes C beide 1 sind, und der Hysteresetest würde die neue Einstellung zurückweisen. Man sieht daher, Using the hysteresis test, in which the ADU output variable with the same values in bits 1 and 2 are ignored, a change in the ADU output variable from value C to value F would result in the new potentiometer setting being ignored and the old one Potentiometer setting is reloaded into RAM because bits 1 and 2 of value F are both zero. Similarly, if the operator were to decrease the value of the potentiometer, causing the ACU output to change from value G to value C, the new value would also be ignored and the old value retained because bits 1 and 2 of the value C are both 1 and the hysteresis test would reject the new setting. So you can see
dass der Hysteresetest sicherstellt, dass die Potentiometereinstellung um mehr als 4/256 des insgesamt möglichen Einstellbereichs geändert werden muss, bevor eine neue Einstellung akzeptiert wird. Man könnte entgegenhalten, dass der beschriebene Hysteresetest nicht ausreichend genau ist, weil eine zulässige Einstellungsänderung möglicherweise ignoriert wird. Dies könnte beispielsweise eintreten, wenn die alte Potentiometereinstellung eine ADU-Ausgangsgrösse erzeugt, die wesentlich grösser ist als der Wert H, beispielsweise 10110101, und der neue Potentiometereinstellwert, der von einem ADU-Ausgangssignal erzeugt wird, der Wert D ist. Man sieht, dass dies eine sehr grosse Winkeländerung des Potentiometers darstellt und dennoch die einen dem Wert D entsprechenden Wert erzeugende Endstellung ignoriert würde, weil Bit 1 und Bit 2 beide 1 sind. Es sei jedoch daran erinnert, dass ein interaktiver Vorgang stattfindet und dass der von dem Unterprogramm «Lesen» ausgewählte Parameterwert vom Standpunkt einer menschlichen Bedienungsperson aus gesehen sofort auf der numerischen Anzeige 80 oder 82 dargestellt wird. In dem gerade angegebenen Beispiel würde die Bedienungsperson sehen, dass eine sehr grosse Verstellung des Potentiometers keine Änderung des Einstellwertes that the hysteresis test ensures that the potentiometer setting must be changed by more than 4/256 of the total possible setting range before a new setting is accepted. One could argue that the described hysteresis test is not sufficiently accurate because a permissible change in setting may be ignored. This could happen, for example, if the old potentiometer setting produces an ADC output that is significantly larger than the value H, for example 10110101, and the new potentiometer setting that is generated by an ADC output signal is the value D. It can be seen that this represents a very large change in the angle of the potentiometer and yet the end position producing a value corresponding to the value D would be ignored because bit 1 and bit 2 are both 1. However, it should be remembered that an interactive process takes place and that the parameter value selected by the “Read” subroutine is immediately shown on the numerical display 80 or 82 from the point of view of a human operator. In the example just given, the operator would see that a very large adjustment of the potentiometer would not change the setting value
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
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19 19th
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erzeugte, und die Bedienungsperson würde selbstverständlich noch eine weitere Einstellung vornehmen. An irgendeinem Punkt würden die weiteren Einstellversuche dazu führen, dass ein neuer Wert von der Routine «Lesen» ausgewählt wird und auf der numerischen Anzeige dargestellt wird. Wäre die erzeugte Änderung grösser als erwünscht, würde die Bedienungsperson eine Rückstellung in die entgegengesetzte Richtung vornehmen, wobei zur Durchführung dieses Vorganges wesentlich weniger Zeit benötigt wird, als für die Erklärung dieses Vorganges. Die dargestellte Methode ist eine äusserst kostenwirksame und bequeme Methode zum Eingeben von Parameteränderungen für die Zeit/Strom-Auslesekennlinie in einen Leistungsschalter. Die Einstellung des Potentiometers auf die äusseren oberen und unteren Grenzwerte hat zur Folge, dass der engste Wert angezeigt wird. generated, and the operator would of course make another setting. At some point, the further setting attempts would lead to a new value being selected by the «Read» routine and displayed on the numerical display. If the change generated were greater than desired, the operator would reset in the opposite direction, taking significantly less time to complete this process than to explain this process. The method shown is an extremely cost-effective and convenient method for entering parameter changes for the time / current readout characteristic in a circuit breaker. Setting the potentiometer to the outer upper and lower limit values means that the narrowest value is displayed.
Für den Fall, dass das Bit 2 nicht gleich dem Bits 3 ist, d.h., dass der Hysteresetest die Einstellung nicht ignoriert, wird in das Register R7 ein Bitmuster geladen, um diesen Einstellwert auf der numerischen Anzeige 80 oder 82 darzustellen. Dann wird der 4-Sekunden-Zeitgeber zurückgesetzt und der neue Einstellwert wird in der diesem speziellen Parameter entsprechenden RAM-Speicherstelle gespeichert. Dann kehrt das Unterprogramm zu der aufrufenden Funktion zurück. In the event that bit 2 is not equal to bit 3, i.e. that the hysteresis test does not ignore the setting, a bit pattern is loaded into register R7 in order to show this setting value on the numerical display 80 or 82. Then the 4-second timer is reset and the new setting value is stored in the RAM memory location corresponding to this special parameter. Then the subroutine returns to the calling function.
Wenn eine ADU-Ausgangsgrösse von lauter Nullen oder lauter Einsen erhalten wird, interpretiert das Programm «Lesen» dies als einen Potentiometerfehler. Dann wird aus der Tabelle der engste Parameterwert ausgewählt, auf der numerischen Anzeige 80 oder 82 dargestellt und im RAM gespeichert. If an ADC output variable of all zeros or all ones is obtained, the “Read” program interprets this as a potentiometer error. The narrowest parameter value is then selected from the table, shown on the numerical display 80 or 82 and stored in the RAM.
I. Hardware-Initialisierung nach Netzeinschaltung. I. Hardware initialization after power on.
Nach der Netzeinschaltung muss der Mikrocomputer 154 initialisiert werden. Bei dem Intel 8048 erfolgt dies über einen TÏS-Stift, der, falls er auf niedrigem Potential gehalten wird, das Programm veranlasst, auf die Adresse Null zu «springen», welche vereinbarungsgemäss die Startadresse des Start-Unter-programms bei Netzeinschaltung ist. Der RS-Stift wird von der Spannungsversorgung über D900 für etwa 5 Millisekunden auf niedrigem Potential gehalten, nachdem + 5 V= angelegt sind. After power on, the microcomputer 154 must be initialized. With the Intel 8048, this is done via a TÏS pin, which, if kept at a low potential, causes the program to "jump" to address zero, which by convention is the start address of the start sub-program when the power is switched on. The RS pin is kept low by the power supply via D900 for about 5 milliseconds after + 5 V = is applied.
Der RS-Stift beeinflusst jedoch nicht die von dem Mikrocomputer kommenden E/A-Leitungen, und so können diese während der Netzeinschalt-Einschwingvorgänge entweder einen hohen oder niedrigen Ausgangszustand einnehmen, welcher im Fall von vier speziellen Leitungen des Ports 1 und des Ports 2 verursachen kann, dass eine übermässige Versorgungsspan-nungsableitung, ja selbst ein unvorhergesehener Auslösevorgang des Leistungsschalters 10 oder anderer angeschlossener Schalter erfolgt. Es handelt sich um folgende Leitungen: However, the RS pin does not affect the I / O lines coming from the microcomputer, and so they can take either a high or a low output state during power-on transients, which in the case of four special lines of port 1 and port 2 cause can that an excessive supply voltage derivation, yes even an unforeseen triggering operation of the circuit breaker 10 or other connected switches takes place. The following lines are involved:
1. LED (Leitung 6 von Port 2; diese Leitung sollte auf niedrigem Potential sein, um sicherzustellen, dass sämtliche Leuchtdioden-(LED-)Anzeigen auf der Frontplatte ausgeschaltet sind). 1.LED (line 6 from port 2; this line should be low to ensure that all light-emitting diode (LED) displays on the front panel are off).
2. INHIBIT 212 (Leitung 7 von Port 2; diese Leitung sollte im dritten Zustand sein, d.h. hochohmig, um sicherzustellen, dass sämtliche acht Ziffern der 7-Segment-LED-Anzeigen 80 und 81 ausgeschaltet sind). 2. INHIBIT 212 (line 7 from port 2; this line should be in the third state, i.e. high impedance, to ensure that all eight digits of the 7-segment LED displays 80 and 81 are switched off).
3. IMPULS 178 (Leitung 7 des Ports 1; diese Leitung sollte hochohmig sein, um sicherzustellen, dass der Impulstransformator 501 ausgeschaltet ist). 3. PULSE 178 (line 7 of port 1; this line should be high impedance to ensure that the pulse transformer 501 is switched off).
4. AUSLÖSEN 190 (Leitung 4 von Port 1; sollte hochohmig sein, um sicherzustellen, dass bei der Netzeinschaltung keine falsche Auslösung erfolgt). 4. TRIGGER 190 (line 4 from port 1; should be high impedance to ensure that the power is not triggered incorrectly).
Die gewünschte Hochohmigkeit wird mittels eines Hexadezimalpuffers U900 erzielt. Wenn RS des Mikrocomputers 154 niedrig ist, ist SPERREN (A) von U900 niedrig (entfernt), wodurch SPERREN (B) hoch (aktiv) ist. Auf diese Weise werden die vier kritischen Leitungen vom Mikrocomputer 154 in den hochohmigen Zustand geschaltet, mit Ausnahme von LED; diese Leitung wird wunschgemäss durch den Herunterzieh-Widerstand R905 auf niedrigem Potential gehalten. The desired high impedance is achieved using a hexadecimal buffer U900. When microcomputer 154 RS is low, LOCK (A) of U900 is low (removed), making LOCK (B) high (active). In this way, the four critical lines from the microcomputer 154 are switched to the high-resistance state, with the exception of LEDs; this line is kept at a low potential as required by the pull-down resistor R905.
Eine zweite Funktion des U900 besteht darin, den in Fig. 16 dargestellten Zähler U901 zurückzusetzen. A second function of the U900 is to reset the counter U901 shown in FIG. 16.
J. Automatisches Rücksetzen J. Automatic reset
Ist einmal ein erfolgreicher Netzeinschalt-Übergang erfolgt, fährt der Mikrocomputer 154 unendlich mit der Ausführung einer logischen und sequentiellen Folge von Befehlen fort. Bei ungewöhnlichen Bedingungen, z.B. bei solchen Bedingungen, die von elektrischen System-Einschwingvorgängen verursacht werden, ist es möglich, dass ein Befehl nicht richtig ausgeführt wird. Der einzige Weg zum Zurückstellen des Mikrocomputers 154 auf seine ordnungsgemässe Programmausführung besteht darin, eine weitere Rücksetzoperation vorzunehmen. In unbewachten Anlagen muss dieses Rücksetzen automatisch erfolgen. Once a successful power up transition has occurred, the microcomputer 154 continues to execute a logical and sequential sequence of instructions. In unusual conditions, e.g. under such conditions, which are caused by electrical system transients, a command may not be executed correctly. The only way to reset the microcomputer 154 to the proper execution of the program is to perform another reset operation. This reset must take place automatically in unguarded systems.
Das Rücksetzen erfolgt mittels eines Zählers U901, der einen 400-kHz-Taktausgang (ALE) vom Mikrocomputer 154 dazu verwendet, eine feste Zeitverzögerung zwischen dem letzten RS-Impuls von U901 und einem hohen Signal auf Qll (RS des Mikrocomputers) zu schaffen. Wenn der RS-Impuls von U901 früh genug kommt, bleibt Qll niedrig, und der Mikrocomputer wird nicht zurückgesetzt. The reset is done using a counter U901 that uses a 400 kHz clock output (ALE) from microcomputer 154 to create a fixed time delay between the last RS pulse from U901 and a high signal to Qll (RS of the microcomputer). If the U901 RS pulse comes early enough, Qll will stay low and the microcomputer will not reset.
Die RS-Impulse von U901 werden vom Kollektor des Transistors 228 abgeleitet. Normalerweise haben diese Impulse eine Breite von 100 ns und treten etwa alle 2 Millisekunden auf. Die Schaltung ist so ausgelegt, dass Qll 5,46 Millisekunden Anlaufzeit benötigt (d.h. um auf hohes Potential zu gehen), und daher ist Qll stets niedrig. The RS pulses from U901 are derived from the collector of transistor 228. Usually these pulses are 100 ns wide and occur approximately every 2 milliseconds. The circuit is designed so that Qll takes 5.46 milliseconds of startup time (i.e. to go to high potential), so Qll is always low.
Wenn eine falsche Befehlsausführungsequenz erfolgt, würden die folgenden möglichen Bedingungen ein automatisches Rücksetzen des Mikrocomputers (Qll würde die Zeitsperre überschreiten, d.h. auf hohes Potential gehen) bewirken: If an incorrect command execution sequence occurs, the following possible conditions would cause the microcomputer to automatically reset (Qll would time out, i.e. go to high potential):
228 - EIN 228 - ON
Wenn diese Bedingung länger als 300 ns vorliegt, wird der Impulstransformator 501 gesättigt, und RS von U901 bleibt niedrig. If this condition is longer than 300 ns, the pulse transformer 501 becomes saturated and RS of U901 remains low.
228 - AUS 228 - OFF
Bei dieser Bedingung bleibt RS von U901 niedrig. Under this condition, RS of U901 remains low.
228 - Impulsgeschwindigkeit zu langsam 228 - Pulse speed too slow
Wenn die Einschaltimpulse für den Transistor 228 weniger als alle 5,46 ms auftreten, bleibt RS von U901 lange genug niedrig, dass ein Rücksetzen des Mikroprozessors erfolgen kann. If the turn-on pulses for transistor 228 occur less than every 5.46 ms, RS of U901 remains low long enough for the microprocessor to reset.
228 - Impulse zu schnell 228 - Impulse too fast
Eine rasche Impulsansteuerung des Transistors 228 wird von R900 und C900 (Zeitkonstante: 29 jxs) ausgefiltert. A rapid pulse activation of transistor 228 is filtered out by R900 and C900 (time constant: 29 jxs).
Q900 - EIN/AUS - Tastverhältnis >1/10 Q900 - ON / OFF - duty cycle> 1/10
Der Transformator T501 wird für 100 |is von dem Transistor 228 für eine Spannung von 5 V gepulst. Wenn 228 ausgeschaltet wird, fliesst der Magnetisierungsstrom des Transformators durch die Diode D901, was zu einer Spannung von etwa —0,5 V führt, die an den Transformator 501 gelegt wird. Die durchschnittliche Spannung des Transformators muss Null sein, und somit werden 1000 |is The transformer T501 is pulsed for 100 | is by the transistor 228 for a voltage of 5 V. When 228 is turned off, the magnetizing current of the transformer flows through diode D901, resulting in a voltage of about -0.5 V, which is applied to transformer 501. The average voltage of the transformer must be zero, and thus 1000 | is
/ 5 V \ / 5 V \
* x 100 jis J * x 100 jis J
V 0,5 V / V 0.5 V /
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
659 732 659 732
20 20th
benötigt zum «Rücksetzen» des Magnetisierungsstroms des Transformators auf Null. Ein Ein-Aus-Verhältnis von 1 zu 10 oder weniger muss aufrechterhalten werden, damit der Transformator 501 funktioniert, oder der Kern des Transformators wird schliesslich gesättigt. Wenn der Transformator 501 gesättigt wird, gelangen die RS-Impulse nicht an U901, und Qll wird die Zeitsperre überschreiten und den Mikrocomputer zurücksetzen. needed to "reset" the magnetizing current of the transformer to zero. An on-off ratio of 1 to 10 or less must be maintained for transformer 501 to function, or the core of the transformer will eventually become saturated. When transformer 501 saturates, the RS pulses will not reach U901 and Qll will time out and reset the microcomputer.
TABELLE DER IN DEN ZEICHNUNGEN VERWENDETEN BEZUGSZEICHEN TABLE OF REFERENCES USED IN THE DRAWINGS
Legende Bezugs- Figur zeichen Legend reference figure characters
Hardware-Rücksetzen Fl 17 Hardware reset Fl 17
Beginn F2 17 Start of F2 17
Initialisieren RAM und PORTS F3 17 Initialize RAM and PORTS F3 17
Hardware-Unterbrechung F4 17 Hardware interruption F4 17
Ausführen thermische Auslösefunktion F5 17 Execute thermal release function F5 17
FUNKT F6 17 FUNK F6 17
FUNKT1 FUNCT1
Lesen Phasen-, Erd-, LD-Phasen-Ströme; Read phase, earth, LD phase currents;
Anzeigen Ziff. 1, Prüfen aus serielle Eingaben/Ausgaben F7 17 Display no. 1, check from serial inputs / outputs F7 17
FUNKT2 FUNKT2
Lesen mittlerer Strom, Bauartnummer; Reading medium current, type number;
Berechnen derzeit. KW und Spitzen-KW; Currently calculating. KW and peak KW;
Anzeigen Ziff. 2 F8 17 Display no. 2 F8 17
FUNKT3 FUNKT3
Lesen Schalter, KW-Einstellpot.; Berechnen Read switch, KW setting pot .; To calculate
MWh, Anzeigen Ziff. 3 F9 17 MWh, display no. 3 F9 17
FUNKT4 FUNKT4
Lesen PF x Light. Sp-Potentiometer, Read PF x Light. Sp potentiometer,
Druckknöpfe, Anzeigen Ziff. 4 FIO 17 Push buttons, display item 4 FIO 17
FUNKT5 FUNKT5
Lesen sofort-Einstellpot., Testpot., Durchführen Testfunkt, und «sofort»-Fkt., Read immediate setting pot., Test pot., Carry out test function, and «immediately» function
Anzeigen Ziff. 5 Fll 17 Display no. 5 case 17
FUNKT6 FUNKT6
Lesen LDPU- und LDT-Potentiometer, Read LDPU and LDT potentiometers,
Ausführen LD-Fkt., Anzeigen Ziff. 6 F12 17 Execute LD function, display item 6 F12 17
FUNKT7 FUNKT7
Lesen SDP- und SDT-Pot., Ausf. SD-Fkt., Read SDP and SDT pot., Execute SD funct.,
Anzeigen Ziff. 7 Fl3 17 Display no. 7 Fl3 17
FUNKT8 FUNKT8
Lesen CFP- und GFT-Pot., Ausf. Erd- Read CFP- and GFT-Pot., Ausf. Erd-
Fkt., Anzeigen Ziff. 8 Fl4 17 Fct., Display no. 8 Fl4 17
FUNKT1 F15 18 FUNKT1 F15 18
Initialisieren R1 u. R6 F16 18 Initialize R1 u. R6 F16 18
Erhöhen 4-Seg.-Zeitgeber F17 18 Increase 4-segment timer F17 18
4-Seg.-Zeitgeber abgelaufen F19 18 4-segment timer expired F19 18
Mechanismus 20 2 Mechanism 20 2
Rotieren R7 zum Anzeigen des nächsten Rotate R7 to display the next one
Parm. F20 18 Parm. F20 18
Setzen LED-Anz. auf Bit (B6) in richtiger Set LED display correct on bit (B6)
Ziffernwert-RAM-Speicherstelle F21 18 Digit value RAM memory location F21 18
Auslösespule 22 11 Tripping coil 22 11
Aufruf CMDIS für Anz. Ziff. 1 (rechte Z.) Call CMDIS for no. No. 1 (right row)
und Lesen PPCUR F22 18 and reading PPCUR F22 18
Speichern PP CUR in RAM F23 18 Save PP CUR in RAM F23 18
Zeit für Anzeige von PPCUR ? F24 18 Time to display PPCUR? F24 18
Laden PPCUR in Ziffernwert-Stellen in Load PPCUR in digits
RAM der linken vier Num.-Anzeigenstellen F25 18 RAM of the left four number display digits F25 18
Laden PGCUR in Ziffernwerte in RAM Load PGCUR into numerical values in RAM
der rechten vier Num.-Anzeigestellen F26 18 the right four numbers F26 18
Legende Legend
Daten bei SER EIN? Data at SER ON?
Aufführen serielle Eingabe List serial input
SER AUS aufgerufen? SER OFF called?
Ausführen serielle Ausgabe Execute serial output
Einstellen Ref.-Spg. für ADU für doppelte Set Ref.-Spg. for ADU for double
Auflösung resolution
Handbetätigungsvorr. Manual override
Lesen LDPU u. Ums. in Digital Entladen Phasenstr.-Spitzenwertgleich-richter Read LDPU u. Ums. in digital discharge phase streak peak rectifier
Auswählen Erdstrom-Spitzenwertgleich-richter 162 Select earth current peak rectifier 162
Lesen PGCUR und Umsetzen in Digital Rücksetzen Erdstrom-Spitzenwertgleich-richter Read PGCUR and convert to digital reset earth current peak rectifier
PPCUR < 1,0 Einh. PPCUR <1.0 unit
PPCUR < 9,0 Einh. PPCUR <9.0 units
Bezugszeichen Reference numerals
Figur Figure
PPCUR PPCUR
PGCUR =PGCUR PGCUR = PGCUR
PGCUR = 0 25 Speichern PGCUR in RAM FUNKT2 PGCUR = 0 25 Save PGCUR in RAM FUNKT2
Auswählen mittl. Strom. 164 auf MUX 158 Aufruf CMDIS zum Lesen Iave u. Select average Electricity. 164 on MUX 158 Call CMDIS for reading Iave u.
Anzeigen Ziff. 2 30 Berechnen PRKW = Iave x PF x L.Spg. Addiere PRKW auf MWh-Zw.-Sum. Display no. 2 30 Calculate PRKW = Iave x PF x L.Spg. Add PRKW to MWh-Zw.-Sum.
PRKW > PKACKW Setzen PKACKW = PRKW Speichern PRKW u. PKACKW in RAM 35 Zeit für Anzeige von PRKW. u. MWh? Laden PRKW u. MWh in Ziffernwerte von RAM PRKW> PKACKW Set PKACKW = PRKW Save PRKW u. PKACKW in RAM 35 Time for displaying PRKW. u. MWh? PRKW u. MWh in numerical values from RAM
Auswahl Bauartnummernschaltg. 170 für MUX 158 40 Umsetzen analog. Bauartnummer in Digitalw. u. Speichern in RAM FUNKT3 Selection of type number switching 170 for MUX 158 40 Implement analog. Type number in digital w. u. Save in RAM FUNKT3
Rücks. d. über SER AUS zusendenden Anzahl von Impulsen 45 Quelle 1 Back d. Number of pulses to be sent via SER AUS 45 Source 1
Aufrufen CMDIS zum Anz. Ziffer 3 u. Lesen KWST-Pot. 108 Aufrufen «Lesen» um Tabellenwert für KWST-Pot. zu erhalten so Quelle 2 Call CMDIS for Number 3 u. Read KWST pot. 108 Call «Read» for table value for KWST pot. to get source 2
Zeit für Anzeige von KWST Laden von 4 Ziffernwerten von KWST in RAM f. Anzeige 80 Addieren PRKW auf KWh-Zwischensumme 55 Überlauf der KWh-Zw.-su.? Time for KWST display Loading 4 digit values of KWST in RAM f. Display 80 Add PRKW to KWh subtotal 55 Overflow of KWh-Zw.-su.?
Erhöh. MWh-Zw.-summe Zeit für Anzeige der MWh? Increase MWh subtotal time for displaying MWh?
Format. MWh-Zw.-su. in Digitalwerte u.Speichern in RAM für Anzeige 82 60 Umschalten von MUX 168 auf MUX 166 A/D-Umsetzg. Frontpl.-Schalt, u. Format. MWh-Zw.-su. in digital values and storage in RAM for display 82 60 Switching from MUX 168 to MUX 166 A / D conversion. Front panel switch, u.
Speichern d. Werts in RAM FUNKT4 Save d. Value in RAM FUNKT4
Aufruf CMDIS u. Einsch. Ziffer 4 von 82 65 und Lesen PF X Leitgs.-spg.-Pot. 110 Aufruf «Lesen», um Tabellenwert für PF x L.spg.-Pot. 110 zu erhalten Zeit für Anzeige von PF X Leitgs.-spg.? Call CMDIS u. Incl. Number 4 of 82 65 and reading PF X Leitgs.-spg.-Pot. 110 Call «Read» to get table value for PF x L.spg.-Pot. 110 to get time for display of PF X Leitg.-spg.?
F27 F27
18 18th
F28 F28
18 18th
F29 F29
18 18th
F30 F30
18 18th
F31 F31
18 18th
32 32
2 2nd
F32 F32
18 18th
F33 F33
18 18th
F34 F34
18 18th
F35 F35
18 18th
F36 F36
18 18th
F37 F37
18 18th
F38 F38
18 18th
F39 F39
18 18th
F40 F40
18 18th
F41 F41
18 18th
F42 F42
19 19th
F43 F43
19 19th
F44 F44
19 19th
F45 F45
19 19th
F46 F46
19 19th
F47 F47
19 19th
F48 F48
19 19th
F49 F49
19 19th
F50 F50
19 19th
F51 F51
19 19th
F52 F52
19 19th
F53 F53
19 19th
F54 F54
20 20th
F55 F55
20 20th
56 56
3 3rd
F56 F56
20 20th
F57 F57
20 20th
58 58
3 3rd
F58 F58
20 20th
F59 F59
20 20th
F60 F60
20 20th
F61 F61
20 20th
F62 F62
20 20th
F63 F63
20 20th
F64 F64
20 20th
F65 F65
20 20th
F66 F66
20 20th
F67 F67
21 21st
F68 F68
21 21st
F69 F70 F69 F70
21 21 21 21
21 659 732 21 659 732
Legende Legend
Bezugszeichen Reference numerals
Figur Figure
Legende Legend
Bezugszeichen Reference numerals
Figur Figure
Format. PF x L.Spg. in vier Digitalwerte Format. PF x L.Spg. in four digital values
Aufruf CMDIS zur Anz. Ziff. 7 u. Call CMDIS to the number No. 7 u.
u. Speichern in RAM für Anzeige 80 u. Save in RAM for display 80
F71 F71
21 21st
Abtasten SDPU-Pot. 116 Sampling SDPU pot. 116
F120 F120
24 24th
Umschalten von MUX 168 auf MUX 166 Switch from MUX 168 to MUX 166
F72 F72
21 21st
5 5
Aufruf «Lesen» für SDPU Call «Read» for SDPU
F121 F121
24 24th
AD-Umsetzen d. Druck knöpfe 105, 107, AD implementation d. Push buttons 105, 107,
Zeit für Anzeige von SPDU? Time to display SPDU?
F122 F122
24 24th
128 u. 131 128 u. 131
F73 F73
21 21st
Format in Digitalwerte u. Speichern Format in digital values u. to save
Speichern der Werte der Druckknöpfe Save the values of the push buttons
in RAM für Anzeige 80 in RAM for display 80
F123 F123
24 24th
in RAM in RAM
F74 F74
21 21st
Abtasten SDT-Pot. 124, Ermitteln Scan SDT pot. 124, Detect
Sind irgendwelche Druckknöpfe gedrückt? Are any push buttons pressed?
F75 F75
21 21st
10 10th
Digitalwert Digital value
F124 F124
24 24th
KWST-Druckknopf 105 gedrückt? KWST push button 105 pressed?
F76 F76
21 21st
Aufruf «Lesen» für SDT Call «Read» for SDT
F125 F125
24 24th
Löschen PKKW-Wert in RAM Delete PKKW value in RAM
F77 F77
21 21st
Zeit für Anzeige von SDT? Time to display SDT?
F126 F126
24 24th
System-Rücksetztaste gedrückt? System reset button pressed?
F78 F78
21 21st
Formatiere SDT in Digital werte u. Format SDT in digital values and
Laden Druckknopfwert in Test-FIag Load push button value into test FIag
F79 F79
21 21st
Speichern in RAM für Anzeige 82 Save in RAM for display 82
F127 F127
24 24th
Löschen Test-FIag, Löschen SER AUS- Delete test FIag, delete SER AUS-
15 15
PPCUR > SDPU? PPCUR> SDPU?
F128 F128
24 24th
Impulse für Auslöse-Ursache, Unter Trigger for trigger cause, sub
Löschen SD-Zw.-summe Delete SD subtotal
F129 F129
24 24th
brechungsfreigabe approval of refraction
F80 F80
21 21st
I2t-Schalter 102 gesetzt? I2t switch 102 set?
F130 F130
24 24th
FUNKT5 FUNKT5
F81 F81
22 22
Add. PPCUR auf SD-Zw.-summe Add PPCUR on SD subtotal
F131 F131
24 24th
Aufruf CMDIS zum Einsch. Ziff. 5, Lesen Call CMDIS to start. No. 5, reading
Add. (PPCUR)2 auf SP-Zw.-su. Add (PPCUR) 2 on SP-Zw.-see.
F132 F132
24 24th
Sofort-Pot. 112 Immediate pot. 112
F82 F82
22 22
20 20th
SD-Zw.-summe > SPT SD subtotal> SPT
F133 F133
24 24th
Aufruf «Lesen», um Tabellenwert für POT Call «Read» to get table value for POT
Speichern Impulscode für Fernanzeige AUS Save pulse code for remote display OFF
F134 F134
24 24th
112 zu erhalten Get 112
F83 F83
22 22
Auslösen Trigger
F135 F135
24 24th
Zeit für Anzeige des Forto AW- Time to display the Forto AW
FUNKT8 FUNKT8
F136 F136
25 25th
Einstellung? Attitude?
F84 F84
22 22
Aufruf CMDIS f. Anz. Ziff. 8; Abtasten Call CMDIS f. No. No. 8th; Scan
Format. Sofort AW in Digitalwert Format. Immediately AW in digital value
25 25th
GFPU GFPU
F137 F137
25 25th
und Speichern in RAM and save in RAM
F85 F85
22 22
Aufr. «Lesen» f. GFPU Aufr. «Reading» f. GFPU
F138 F138
25 25th
Lesten Test-Pot. 120 u. Umsetzen Read test pot. 120 u. Implement
Zeit für Anzeige von GFPU Time to display GFPU
Fl 39 Fl 39
25 25th
in Dig.-Wert in dig
F86 F86
. 22 . 22
Format GFPU in Digitalwerte und Speich. Format GFPU in digital values and storage.
Schalter 106 in Stellung «Auslösen»? Switch 106 in the "trigger" position?
F87 F87
22 22
in RAM für Anzeige 80 in RAM for display 80
F140 F140
25 25th
Setzen Test-Pot. = 6 Einph. Phasen Put test pot. = 6 Einph. Phases
30 30th
Abtasten GFT u. ermitteln Dig.-wert Scanning GFT u. determine dig
F141 F141
25 25th
oder 1,5 Einh. Erdstrom or 1.5 units Earth current
F88 F88
22 22
Aufr. «Lesen» für GFT Aufr. "Reading" for GFT
F142 F142
25 25th
Ist mehr als eine Taste gedrückt? Is more than one button pressed?
F89 F89
22 22
Zeit für Anzeige von GFT? Time to display GFT?
F143 F143
25 25th
Ist Phasen-Testknopf gedrückt? Is the phase test button pressed?
F90 F90
22 22
Spannungsversorgung Power supply
144 144
2 2nd
Wert des Test-Pot. 120 > PGCUR Value of the test pot. 120> PGCUR
F91 F91
22 22
Formatieren GFT in digit. Werte Format GFT in digit. values
Test-Pot.-Wert (120) > PPCUR? Test pot value (120)> PPCUR?
F92 F92
22 22
35 35
Speichern in RAM für Anzeige 82 Save in RAM for display 82
F144 F144
25 25th
Einschalten Test-LED 100, Anzeigen Switch on test LED 100, displays
Fernanzeige und Spannungsversorgung Remote display and power supply
145 145
2 2nd
Test-Pot 120 in Erd-Einh. Test pot 120 in earth units
F93 F93
22 22
PGCUR > GFPU? PGCUR> GFPU?
F145 F145
25 25th
Einsch. Test-LED 100 Anzeigen Test-Pot. Incl. Test LED 100 indicators test pot.
Gleichrichter Rectifier
146 146
■ 2 ■ 2
120 in Phasen-Einh. 120 in phase units
F94 F94
22 22
PGCUR > 1/2 GFPU? PGCUR> 1/2 GFPU?
F146 F146
25 25th
Testflag = Druckknopf? Test flag = push button?
F95 F95
22 22
40 40
Setzen GF-Verriegelung in RAM Put GF lock in RAM
F147 F147
25 25th
Phasen-Testknopf 128 gedrückt? Phase test button 128 pressed?
F96 F96
22 22
Vermindern GF-Zw.-Su. Reduce GF-Zw.-Su.
F148 F148
25 25th
Setzen PGCUR = Test-Pot. Set PGCUR = test pot.
F97 F97
22 22
Ist I2l-Schalter 104 gesetzt? Is I2l switch 104 set?
F149 F149
25 25th
Setzen LDPC = PPCUR = Test-Pot. Set LDPC = PPCUR = test pot.
F98 F98
22 22
Erhöhen GF-Zw.-su. Increase GF-Zw.-su.
F150 F150
25 25th
SKIP SKIP
F99 F99
22 22
FOM FOM
151 151
2 2nd
PPCUR >: Sofort AW? PPCUR>: AW immediately?
F100 F100
22 22
45 45
Add. 1,5 x PGCUR auf GF-Zw.-su. Add 1.5 x PGCUR on GF-Zw.-see.
F151 F151
25 25th
Speichern Impulscode für Fernanz. AUS Save pulse code for distance. OUT
F101 F101
22 22
GF-Zw.-su. > GFT? GF-Zw.-su. > GFT?
Fl 52 Fl 52
25 25th
Auslösen! Trigger!
F102 F102
22 22
Gleichrichter Rectifier
152 152
2 2nd
FUNKT6 FUNKT6
F103 F103
23 23
arithmetisch-logische Einheit arithmetic-logical unit
153 153
5A 5A
Aufruf CMDIS für Anzeige Ziff. 6 und Call CMDIS for display number 6 and
Speichern Impuls-Code f. Fernanz. AUS Save pulse code f. Fernanz. OUT
F153 F153
25 25th
Abtast LDPU-Pot. 114 Scan LDPU pot. 114
F104 F104
23 23
50 50
Mikrocomputer Microcomputer
154 154
11 11
Aufruf «Lesen» für LDPU Call «Read» for LDPU
Fl 05 Fl 05
23 23
Auslösen Trigger
F154 F154
25 25th
Zeit für Anzeige von LDPU? Time to display LDPU?
F106 F106
23 23
Frontplatten-Anzeigevorrichtung Front panel display device
155 155
2 2nd
Format LDPU u. Speich. in 4 RAM-Stellen Format LDPU u. Store in 4 RAM locations
Lesespeicher Read memory
155 155
5A 5A
für Anzeige 80 for display 80
F107 F107
23 23
CMDIS CMDIS
F155 F155
26 26
Abtasten LDF Potent. 127 Scanning LDF Potent. 127
F108 F108
23 23
55 55
Analog/Digital-Umsetzer Analog / digital converter
156 156
2 2nd
Aufruf «Lesen» für LDT Call «Read» for LDT
F109 F109
23 23
A/D-Umsetzer A / D converter
156 156
8 8th
Zeit für Anzeige von LDT? Time to display LDT?
Fl 10 Fl 10
23 23
Zeitverzögerung von (16,667)/2 ms Time delay of (16.667) / 2 ms
Format LDT u. Speich. in RAM für Format LDT u. Store in RAM for
verstrichen? passed?
F156 F156
26 26
Anzeige 82 Advert 82
Fili Fili
23 23
Lese/Schreib-Speicher (RAM) Read / write memory (RAM)
157 157
5A 5A
LDPC > LDPU? LDPC> LDPU?
Fl 12 Fl 12
23 23
60 60
Rücksetzen Verzog.-Zeitgeber Reset delay timer
Fl 57 Fl 57
26 26
Vermindern Zw.-su. von LD um Decrease intermediate from LD to
Multiplexer multiplexer
158 158
2 2nd
(LDPU-LDPC)2 (LDPU-LDPC) 2
Fl 13 Fl 13
23 23
Erhöhen R6 für Auswahl d. nächsten Increase R6 for selection d. next
Erhöhen LD-Zw.-su. um (LDPC)2 Increase LD-Zw.-su. around (LDPC) 2
Fl 14 Fl 14
23 23
Leitg. für MUX 158 Leitg. for MUX 158
F158 F158
26 26
LD-Zw.-su. LD-Zw.-su.-Auslöse-Peg. LD-Zw.-su. LD-intermediate-trigger level
Fl 15 Fl 15
23 23
Vermindern Rl, um Adresse d. nächsten Decrease Rl to address d. next
Speichern Impulscode für Fernanz. AUS Save pulse code for distance. OUT
Fl 16 Fl 16
23 23
65 65
Digitalwertes zu erhalten Get digital values
F159 F159
26 26
Auslösen Trigger
Fl 17 Fl 17
23 23
Spitzenwertgleichrichter Peak value rectifier
160 160
2 2nd
Löschen LD-Zw.-su. Delete LD-Zw.-su.
F118 F118
23 23
Rücks. Anzeigesperren-Bit auf Leitg. 7 Reset Display Lock Bit on Leitg. 7
FUNKT7 FUNKT7
Fl 19 Fl 19
24 24th
Post 2 Post 2
F160 F160
26 26
659 732 659 732
22 22
Legende Legend
Bezugszeichen Reference numerals
Figur Figure
Legende Legend
Senden Dig.-Wert über Port 2 zur Send digital value via port 2 to
Ist es ein «Nicht Auslösen»-Test? Is it a "do not fire" test?
Anzeige display
F161 F161
26 26
Senden Auslösesignal auf Leitung 4 Send trigger signal on line 4
Speichern d. Digit.-Wertes auf Anzeige Save d. Digit. Value on display
F162 F162
26 26
5 5
Port 1 Port 1
Spitzenwertgleichrichter Peak value rectifier
162 162
2 2nd
Rücksetzen Test-FIag u. 4-Sek.-Zeit Reset Test FIag u. 4-second time
Senden Adressenauswahldaten zu MUX Send address selection data to MUX
geber giver
166 u. 168 166 u. 168
F163 F163
26 26
Rückkehr return
Mittelungsschaltung Averaging circuit
164 164
2 2nd
Lesen Read
TADCV TADCV
F164 F164
26 26
10 10th
wurde Schalter ausgelöst? was the switch triggered?
Auswahl MUX 168 MUX 168 selection
F165 F165
26 26
Abgreifen d. unteren 5 Bits vom ADU in Tapping d. lower 5 bits from ADU in
Multiplexer multiplexer
166 166
2 2nd
AC, zirkulieren um 5 Stellen AC, circulate around 5 digits
Aufruf A/D-Umsetzung Call A / D implementation
F166 F166
26 26
Addieren R2 auf AC, um RAM-Adr. des Add R2 to AC to add RAM addr. of
Speichern Umsetzungsergebnis in AC u. R3 Save implementation result in AC u. R3
F167 F167
26 26
abgeleiteten Tab.-werts zu erh.; hohen derived table value to increase; high
Multiplexer multiplexer
168 168
2 2nd
15 15
neuen W. new W.
Rücklehr Feedback
F168 F168
26 26
alter Einstellwert = 0? old setting = 0?
Auslösen Trigger
F169 F169
27 27th
Laden neuen Einstellw. in RAM Load new settings in RAM
Bauartnummer-Kennzeichnungsvorr. Type number marking provision
170 170
2 2nd
neuer Einstellwert = alter Einstellwert? new setting value = old setting value?
Auslöseflag gesetzt? Release flag set?
F170 F170
27 27th
Halten d. alten Einstellwertes Hold d. old setting value
Auslösepot. Trigger spot.
F171 F171
27 27th
20 20th
Bit 2 = Bit 3? Bit 2 = Bit 3?
Datenbus Data bus
172 172
5A 5A
Setzen R7, um Anzeige dieses Einstell Set R7 to display this setting
Rücksetzen Auslöseflag Reset trigger flag
F172 F172
27 27th
wertes zu veran. worth valuing
Formatiere PPCUR in Digitalwerte, Format PPCUR in digital values,
Rücks. d. 4-sek. Zeitgebers Back d. 4 sec. Timer
Speichern in RAM für Anzeige 80 Save in RAM for display 80
F173 F173
27 27th
Speichern d. neuen Einstellwertes in RAM Save d. new setting in RAM
Daten-Eingabe/Ausgabe-System Data input / output system
174 174
2 2nd
25 25th
Zwischenspeicher-Decoder Buffer decoder
Setzen LED-Bit für Auslöseursache Set LED bit for the cause of the trip
Rück. Back.
in RAM in RAM
F174 F174
27 27th
Multiplexer multiplexer
Setzen R7 zum Festhalten der Anzeigewerte Set R7 to hold the display values
Fl 75 Fl 75
27 27th
Spannungszuordner Voltage assignments
Daten-E/A-Spannungsversorgung Data I / O power supply
176 176
2 2nd
Energiespeicherkondensator Energy storage capacitor
U nterbrechungssperre Interrupt lock
F176 F176
27 27th
30 30th
G.-spg./Gl.-spg.-Wandler wurde diese «Auslösung» durch einen G.-spg./Gl.-spg.- Wandler was this "triggering" by a
Spannungsfühler Voltage sensor
Test verursacht? Test caused?
F177 F177
27 27th
Stromnebenweg - «Brechstange» Electricity bypass - «crowbar»
Bezugszeichen F178 Reference number F178
F179 F179
Fl 80 F181 Fl 82 F183 Fl 80 F181 Fl 82 F183
Figur 27 27 Figure 27 27
27 27th
27 27th
28 28 28 28
Fl 84 Fl 84
28 28
F185 F185
28 28
Fl 86 Fl 86
28 28
F187 F187
28 28
F188 F188
28 28
Fl 89 Fl 89
28 28
F190 F190
28 28
F191 F191
28 28
F192 F192
28 28
Fl 93 Fl 93
28 28
194 194
6 6
F194 F194
28 28
206 206
6 6
702 702
11 11
704 704
11 11
706 706
11 11
708 708
11 11
714 714
11 11
v v
28 Blätter Zeichnungen 28 sheets of drawings
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/140,558 US4331997A (en) | 1980-04-15 | 1980-04-15 | Circuit interrupter with digital trip unit and potentiometers for parameter entry |
US06/140,553 US4351012A (en) | 1980-04-15 | 1980-04-15 | Circuit interrupter with digital trip unit and means to enter trip settings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH659732A5 true CH659732A5 (en) | 1987-02-13 |
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Family Applications (1)
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-
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- 1981-04-14 CH CH2503/81A patent/CH659732A5/en not_active IP Right Cessation
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- 1981-04-15 FR FR8107616A patent/FR2480519B1/en not_active Expired
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |