CH653821A5

CH653821A5 - Schutzeinrichtung fuer elektrische uebertragungsleitungen oder leitungsnetze.

Info

Publication number: CH653821A5
Application number: CH2072/80A
Authority: CH
Inventors: Mitsuru Yamaura; Ryotaro Kondow; Kunio Matsuzawa
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1980-03-17
Publication date: 1986-01-15
Also published as: GB2044486B; GB2044486A; DE3010356A1; DE3010356C2; US4328551A; JPS6258207B2; JPS55125016A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für elektrische Übertragungsleitungen oder Leitungsnetze.

Bei bekannten Schutzeinrichtungen dieser Art werden die Einstellwerte oder Daten, die dem Schutz zugrunde liegen, mittels Steckern, Drehschaltern, Regelwiderständen und ähnlichen Elementen eingestellt. Bei einem Distanz-Relaisschutz für eine Übertragungsleitung umfasst die Einrichtung eine Kombination von einem oder mehreren Überstromrelais, Spannungsabfallrelais, Stromabfallrelais, MHO-Relais, Reaktanz-Relais, Überspannungsrelais, Richtungsrelais und so weiter, die je für sich auf ihren Ansprechwert eingestellt werden müssen. Die Anzahl der Einstellwerte für einen Distanz-Relaisschutz sind daher überaus zahlreich. Sie sind ausserdem für jede Übertragungsleitung unterschiedlich und müssen jeweils neu berechnet und eingestellt werden.

Die Digital-Verfahrenstechnik und die Anwendung von Microcomputern hat neuerdings in der Relais-Schutztechnik Eingang gefunden. Einer der vielen Vorteile eines solchen Digital-Schutzsystems besteht darin, dass die Funktionen der vielen, oben beschriebenen Relais von einem einzigen Digital-Prozessor übernommen wird, der nach einer Vielzahl von Programmen arbeiten kann und die äusseren Abmessungen der Relais-Schutzvorrichtung erheblich reduziert,

Müssten aber die vielen oben beschriebenen Einstell-Elemente in die Relais-Schutzeinrichtung ebenfalls eingebaut werden, würde dadurch die äussere Abmessung der Einrichtung wieder enorm vergrössert. Dieser Nachteil lässt sich jedoch dadurch beheben, dass mit Hilfe einer einzigen Eingabevorrichtung die Einstellwerte in einem Speicher gespeichert werden. Es bestehen zwei Möglichkeiten, um dies zu realisieren und zwar entweder durch Verwendung eines RAM (Random Access

Memory Device), der sowohl zur Eingabe als zum Abrufen dient, oder durch Verwendung eines ROM (Read Only Memory Device). Die Verwendung eines RAM ist jedoch nicht empfehlenswert, weil die darin gespeicherten Daten gelöscht werden, wenn die Speisespannung für die Schutzeinrichtung wegfällt. Auch die Verwendung eines ROM in Form eines IC (Integrated Circuit) ist unvorteilhaft, weil zum Abrufen der gespeicherten Daten eine besondere Abrufvorrichtung «ROM writer» erforderlich ist, der sehr kompliziert ist, wobei jedesmal wenn der «ROM writer» gebraucht wird, die Daten neu in das ROM eingegeben werden müssen.

Die Erfindung will eine Schutzeinrichtung für elektrische Übertragungsleitungen oder Netze schaffen, bei der die erforderlichen Einstellwerte bequem eingegeben werden können und wobei die oben beschriebenen Nachteile bekannter Einrichtungen vermieden werden. Die Einstelldaten sollen auf elektrischem Wege eingegeben oder geändert werden können. Ferner sollen die einmal eingegebenen Daten nicht verloren gehen,

auch wenn einmal die Speisespannung der Schutzeinrichtung wegfällt.

Weiter stellt sich die Erfindung zur Aufgabe, die äusseren Abmessungen der Teile, die zum Eingeben der Einstelldaten dienen, erheblich zu reduzieren.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Schutzeinrichtung, die sich dadurch auszeichnet, dass die Einrichtung einen nicht selbstlöschenden Speicher, eine Eingabevorrichtung zum Eingeben von Einstellwerten in den Speicher, sowie einen Steuerkreis, der sowohl mit dem Speicher als mit der Eingabevorrichtung verbunden ist und einen Digital-Prozessor umfasst, der die Schutzoperation nach Massgabe der im nicht selbstlöschenden Speicher gespeicherten Daten steuert.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und zwar zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Schutzeinrichtung für elektrische Übertragungsleitungen oder Leitungsnetze;

Fig. 2 ein Diagramm eines bekannten, nicht selbstlöschenden, elektrisch schreibenden Speichers, während

Fig. 3 ein Diagramm ist, das die Wirkungskreise des nicht selbstlöschenden Speichers nach der Erfindung zeigt;

Fig. 4 eine Speicherzelle des nicht selbstlöschenden Speichers.

In der Vorrichtung nach Fig. 1 ist 1 ein nicht selbstlöschender, elektrisch schreibender Speicher, 2 eine Eingabevorrichtung, die Adresswerte eingibt und die für den Schutz erforderlichen Daten festhält. 3 ist ein Steuerkreis, der den Speicher 1 und die Eingabe-Vorrichtung 2 unter dem Einfluss der von aussen her kommenden Befehle steuert.

Die im Speicher 1 gespeicherten Daten werden je nachdem gelesen und in einem Digital-Prozessor 4 in Form eines Microcomputers verarbeitet, der der Überwachung und dem Schutz einer mit 5 bezeichneten, elektrischen Übertragungsleitung oder Netz dient. Ein solcher Digital-Prozessor 4 in Form eines Micro-Computers ist an sich bekannt. Er enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit 41 (central processing unit CPU), eine Input-Output-Vorrichtung I/O, die mit 42 bezeichnet ist, einen Programmspeicher 43 (program memory device PM) und einen Datenspeicher 44 (data memory DM). Zusätzlich zu den vom Digital-Prozessor erarbeiteten Daten können weitere für den Schutz des Leitungssystems 5 erforderliche Daten bei der Input-Output-Vorrichtung 42 eingegeben werden.

Im Folgenden werden der nicht selbstlöschende Speicher 1 und der Datenspeicher 44 resprektive als erster und zweiter Speicher bezeichnet. Da der Digital-Prozessor 4 keinen wesentlichen Bestandteil beim Eingeben der Daten in die Schutzeinrichtung bildet, ist er nicht weiter im Detail beschrieben.

Der nicht selbstlöschende Speicher 1 macht von MNOS-(Metal Nitride Oxide Semiconductor) Elementen Gebrauch. Eine Speicherzelle des Speichers 1 enthält beispielsweise einen

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selbstlöschenden MOS-(Metal Oxide Semiconductor) Flip-Flop-Schaltkreis und nicht selbstlöschende MNOS FET's (Metal Nitride Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), die parallel zu den MOS Transistoren der Flip-Flop-Schaltung miteinander verbunden sind, wie in Fig. 4 dargestellt ist.

Da in den MNOS FET's gespeicherte Daten auch erhalten bleiben, nachdem in der Speiseleitung eine Störung aufgetreten ist, können die gespeicherten Daten wieder verwendet werden, indem diese wieder dem Flip-Flop-Schaltkreis zugeführt werden, nachdem die Stromlieferung wieder aufgenommen wird.

Bisher wurde der nicht selbstlöschende Speicher (non volatile memory device NVRAM) von der japanischen Firma Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha hergestellt und unter der Typenbezeichnung TMM 142 vertrieben und die darin gespeicherten Daten in Schutzvorrichtungen für Stromerzeuger verwendet. Wird die Vorrichtung beispielsweise zur Berechnung der Gleichung X =A + B + C verwendet und fällt im Augenblick, da bereits A + B im nicht selbstlöschenden Speicher (NVRAM) summiert sind und der Wert C gespeichert ist, die Spannung aus, kann die Berechnung Fortgang finden, sowie die Störung behoben ist. Es können auch andere bekannte Schutzprogramme dem nicht selbstlöschenden Speicher eingegeben werden.

Anhand des Diagrammes nach Fig. 2 ist die bekannte Wirkungsweise eines NVRAM's erläutert. Das Symbol ® steht für die Operation des Einlesens in, bzw. des Ausdrückens von Daten aus einem MOS-Flip-Flop Schaltkreis während des Normalbetriebes bei Betriebsspannung. Symbol (2) steht für die Operation des Sicherns der Daten im MOS-Flip-Flop-Schaltkreis in dem deren Inhalt sofort beim Absacken der Betriebsspannung an die MNOS FET's weitergeleitet werden. Während des Betriebsunterbruchs symbolisiert durch @ bleiben die Daten in den MNOS FET's gesichert. Sobald die Spannung wieder ansteigt wird während der Phase (3) die gesicherten Daten von den MNOS FET's wieder dem MOS-Flip-Flop-Schaltkreis eingegeben worauf wieder bei Betriebsspannung die oben beschriebene Arbeitsweise gemäss (I) abläuft.

Die neue Wirkungsweise des nicht-selbstlöschenden Speichers ist im Diagramm nach Fig. 3 symbolisch dargestellt. Die

Symbole ® (2) (3) @ stehen für dieselben Funktionen wie oben beschrieben. Folglich wird nun während des normalen Betriebszustandes die Daten nur indirekt der MOS-Flip-Flop-Schaltung zugeführt und entnommen, nämlich über die MOS s PET's. Während des Spannungsabfalls gemäss Symbol @ und des völligen Fehlens der Betriebsspannung sind somit bereits sämtliche Daten in den MNOS-FET 's gesichert und gespeichert. Steigt die Spannung wieder an so wird in der Phase (3) der Inhalt der MNOS-FET's in die MOS-Flip-Flop-Schaltkreise io eingelesen und darauf wieder der Normalbetrieb mit der Eingabe und Entnahme der Daten über den MOS-Flip-Flop-Schalt-kreisen aus den MNOS FET's aufgenommen.

Gemäss dem oben beschriebenen Schutzsystem mittels MOS FET und der MOS-Flip-Flop-Schaltung werden die in der Ein-ls gabevorrichtung 2 nach Fig. 1 im nicht selbstlöschenden Speicher 1 nach Massgabe der Eingänge beim Steuerkreis 3 gespeichert. Ein solcher Steuerkreis wird unter der Typenbezeichnung T 3541 von der japanischen Firma Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha hergestellt und die im Speicher 1 gespeicherten 20 Werte bleiben bei Störungen in der Stromzufuhr erhalten. Die Einstellwerte werden im Speicher 1 gespeichert und werden von der Vorrichtung 4 für den Schutz einer Übertragungsleitung oder eines Leitungsnetzes gelesen.

In der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung werden die Ein-25 stellwerte direkt aus dem nicht selbstlöschenden Speicher 1 gelesen, die Einrichtung kann aber, wenn die Ansprechgeschwindigkeit des Speichers 1 langsamer ist als die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Digital-Prozessors 4, abgeändert werden. Beispielsweise kann die bekannte, einen direkten Zugriff 30 erlaubende Wirkungsweise des Digital-Prozessors 4 dazu verwendet werden, die Daten aus dem Speicher 1 in den Speicher DM 44 des Prozessors 4, während der Leerlaufperiode des Prozessors, zu übertragen. Auf diese Weise lässt sich der Nachteil des langsamen Ansprechens des nicht selbstlöschenden Spei-35 chers 1 vermeiden. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Datenübertragung gemäss der direkten Zugriffmethode auf den Speicher 44 des Prozessors 4 ist es von Vorteil, die Übertragung jeweils während den Leerlaufperioden des Prozessors zu wiederholen.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Schutzeinrichtung für elektrische Übertragungsleitungen oder Leitungsnetze, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen nicht selbstlöschenden Speicher (1), eine Eingabevorrichtung (2) zum Eingeben von Einstellwerten in den Speicher (1), sowie einen Steuerkreis (3), der sowohl mit dem Speicher (1) als mit der Eingabevorrichtung (2) verbunden ist und einen Digital-Prozessor (4) umfasst, der die Schutzoperation nach Massgabe der im nicht selbstlöschenden Speicher (1) gespeicherten Daten steuert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Digital-Prozessor (4) einen RAM-Speicher enthält, in den periodisch die Daten aus dem nicht selbstlöschenden Speicher (1) übertragen sind, wozu die Zeit zwischen den Eingabezeiten in den nicht selbstlöschenden Speicher zur Verfügung steht und dass die im RAM-Speicher (44) gespeicherten Daten für den Schutz der Leitung oder des Netzes dienen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Digital-Prozessor ein Microcomputer ist, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, 41) eine Input-Output-Einheit (I/O, 42), einen Programm-Speicher (PM, 43) und einen RAM-Speicher (DM, 44) enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht selbstlöschende Speicher (1) eine Vielzahl von Speicherzellen (Fig. 4) umfasst, bestehend aus je einer MOS Flip-Flop-Schaltung die eingangsseitig zwei, parallel zu den MOS-Transistoren der Flip-Flop-Schaltung geschaltete, nicht selbstlöschende Feldeffekttransistoren (MTi; MT2) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der MNOS FET's (MTi; MT2) mit dem Eingang der jeweiligen MOS-Flip-Flop-Schaltung verbunden sind, so dass während des Anliegens der Betriebsspannung die MNOS FET's die Einstellwerte an die MOS-Flip-Flop-Schal-tung weiterleiten.