[其他]采用有效值取樣技術(shù)的過流電路中斷器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86107915
• 申請日: 1986-11-19
• 公開（公告）號: CN86107915A
• 公開（公告）日: 1987-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·詹姆斯·多爾蒂;保羅·T·馬特洛克;諾拉·安·倫德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02H3/093
• 分類號: H02H3/093
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 董江雄

為了測定過流情況并在這種過流情況持續(xù)一個(gè)預(yù)定時(shí)間就斷開該受保護(hù)的電路，目前可利用使用數(shù)字邏輯電路的電子式電路斷路器。標(biāo)題為《斷路器和繼電器保護(hù)單元》、申請日為1984年6月29日的美國第626，341號專利中描述了這樣一種中斷器，附在這里以供參考。為了檢測通過三相工業(yè)電力系統(tǒng)中的各相電流，可裝配電流互感器。在任何給定時(shí)間由數(shù)字處理器對互感器的次級電流進(jìn)行連續(xù)不斷地取樣，以確定三相中的每一相的最大有效（RMS）電流。眾所周知，在電路保護(hù)工業(yè)中，為中斷電路所需過流的時(shí)間參數(shù)是根據(jù)整個(gè)電力系統(tǒng)所用的各種導(dǎo)線上的發(fā)熱影響來整定的。長時(shí)間過流狀態(tài)將導(dǎo)致電力母線發(fā)熱，并且在過流條件下允許采用波形有效電流值來處理，但是在低電流、長時(shí)間和短時(shí)間過流條件下采用峰值電流取樣技術(shù)所會發(fā)生不準(zhǔn)確的結(jié)果。有效值電流取樣技術(shù)可在電流互感器磁芯未飽和時(shí)對被保護(hù)的電路發(fā)熱影響提供一種極其準(zhǔn)確的測定，而峰值電流取樣技術(shù)可在電流互感器磁芯已經(jīng)飽和時(shí)提供準(zhǔn)確的發(fā)熱影響指示值。

本發(fā)明的目的是要提供一種用于確定電流互感器磁芯飽和情況的發(fā)生的裝置和用于在一個(gè)電子式電路中斷器中指令數(shù)字處理器在啟動電路中斷程序之前暫停一個(gè)最短預(yù)定延遲時(shí)間的裝置。

本發(fā)明包括一個(gè)電子式電路中斷器，該中斷器使用了用于檢測被保護(hù)的電路中的電流的、使用磁芯的眾電流互感器以及一個(gè)用于確定過流情況的發(fā)生和在預(yù)定延遲時(shí)間以后中斷流過電路的電流的數(shù)字處理器。該電路另外還包括用于確定電流互感器的磁芯飽和的開始和用于指令數(shù)字處理器在電路中斷之前暫停一個(gè)最短預(yù)定的延遲時(shí)間的模擬電路裝置。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的使用由一個(gè)數(shù)字信號處理器與電流互感器飽和情況的檢測電路組合在一起的電子式電路中斷器的原理說明圖。

圖2是在圖1的數(shù)字處理器中所用的時(shí)間-過流參數(shù)曲線的說明圖。

圖3是在圖1的電流互感器飽和情況的檢測電路的原理說明圖。

圖4是圖1所繪出的數(shù)字處理器中所使用的均方根取樣算法的流程說明圖。

圖5是在圖1所繪出的數(shù)字處理器中所使用的過流保護(hù)的算法流程說明圖。

圖6是在圖4的流程說明所繪出的過流時(shí)間算法的流程說明圖。

圖1示出了一個(gè)與前述以標(biāo)題為《斷路器和繼電器保護(hù)單元》的美國專利申請中所描述的相似的斷路器控制器10，圖中電流變換器11-13從三相工業(yè)電力電路的每相中取樣，和一個(gè)接地障礙電流互感器被經(jīng)過一對多路轉(zhuǎn)換器15、21和取樣保持放大器16、22而輸入到雙多路轉(zhuǎn)換器17以便在線23上的A-D轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行數(shù)字化。該A-D轉(zhuǎn)換器經(jīng)過一個(gè)數(shù)據(jù)總線輸入到微處理器30，在該數(shù)據(jù)總線上接有一個(gè)用于操作電路中斷機(jī)構(gòu)的輸出控制電路26、一個(gè)用于暫時(shí)貯存輸入數(shù)據(jù)的RAM28以及一個(gè)用于貯存時(shí)間-過流比較算法的ROM29。一個(gè)收發(fā)訊機(jī)用許多相似的斷路器控制器把各自的微處理器30連接起來，每個(gè)斷路器控制器具有它們自己單獨(dú)立的、用于在整個(gè)工業(yè)電力輸送電路上的區(qū)域選擇聯(lián)鎖功能的微處理器。一個(gè)非易失性存儲器31，根據(jù)各自的用戶所選擇的習(xí)慣方案將各預(yù)置的時(shí)間-過流點(diǎn)輸入到微處理器。電壓變壓器18-20被接在三相中的每一相中為了用類似的方法將電壓數(shù)據(jù)供到微處理器，以便于測量和計(jì)算電功率。本發(fā)明的電流互感器磁芯飽和檢測電路25（以后稱“檢測電路”）除與數(shù)據(jù)總線連接外，還用導(dǎo)線32-34直接和每個(gè)三相電流互感器11-13的每一相連接。在雙導(dǎo)線35上將一個(gè)輸入連接到微處理器30，并在線71上與輸出控制電路接通。在描述檢測電路25的工作之前，先涉及到在圖2中繪出的時(shí)間-過流斷路數(shù)據(jù)表示法是有幫助的。對于長時(shí)間區(qū)域8、以虛線表示的短時(shí)間斜坡7以及短時(shí)間平的區(qū)域6的一個(gè)很好的解釋可在標(biāo)題為《電子式斷路器斷路功能調(diào)節(jié)電路》、申請日為1985年7月29日的美國第760，224號專利申請書中找到。這個(gè)專利申請書附在這里以供參考。正如前述申請書中所描述的那樣，時(shí)間-過流斷路曲線提供了許多代表為長時(shí)間區(qū)A和短時(shí)間區(qū)B的時(shí)間值。為公開起見，短時(shí)間區(qū)擴(kuò)展到接近10倍于通過被保護(hù)的電路的額定電流，并稱之謂斷路器置定斷路的10X區(qū)域。正如早前所述，諸如圖1中的11-14的電流互感器在接近10倍于額定電流處或在斷路曲線的10X區(qū)域的末端處開始飽和。該檢測電路25被設(shè)計(jì)成可在檢測到的電流達(dá)到10X區(qū)域而使得微處理器能開始暫停一個(gè)貯存在非易失性存儲器31內(nèi)的短的延遲時(shí)間時(shí)，中斷在微處理器30內(nèi)的電流取樣算法程序。瞬間斷路區(qū)域5被以虛線在接近15X處示出。