CN101641848B - 用于自动调节具有过电流脱扣器的防护装置、尤其是低压断路器的方法 - Google Patents

用于自动调节具有过电流脱扣器的防护装置、尤其是低压断路器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于自动调节具有过电流脱扣器的防护装置(1)、尤其是低压断路器的方法，该防护装置具有作为用电器的异步电动机(2)，该异步电动机被保护以防止过载以及防止能量分配设备出现短路，其中，在过电流脱扣器上将至少一个脱扣时间(Tp)设定为参数，该脱扣时间确保异步电动机(2)不会出现热过载。为了能够自动地调节过电流脱扣器提出了，在预定的负载、尤其是在额定负载(IN)的情况下，在接通或者换向之后，根据异步电动机(2)的时间上的电动机电流曲线(I(t))来确定电动机电流的平方(I)2在时间(t)上的积分(INT)，并且根据该积分通过以下方法导出过电流脱扣器的脱扣时间(Tp)，即相关于额定电流(IN)的平方的预定倍数来设置该对应于异步电动机(2)的加热的积分(INT)，其中，电动机电流曲线(I(t))至少包括起动电流(IA)、过渡区域(6)和自调节的电动机额定电流(IN)。

Description

用于自动调节具有过电流脱扣器的防护装置、尤其是低压断路器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于自动调节具有过电流脱扣器的防护装置、尤其是具有过电流脱扣器的低压断路器的方法。
背景技术
低压断路器作为防护装置是众所周知的，并且也被作为特殊的用电器用于保护异步电动机。其作用在于，保护异步电动机以防止其发生过载以及防止能量分配设备出现短路。尤其是在发生过载的情况下，可能导致异步电动机的热过载。此外，为了防止这种情况的出现，在基准电流的情况下，在断路器的过电流脱扣器上设定脱扣时间作为参数，由该脱扣时间视流动的过载电流而定获得直至脱扣低压断路器的延迟时间。根据有效的标准，从时带中选出脱扣时间。除了脱扣时间之外，也可以设定用于过载电流和用于短路电流的参数。在异步电动机中要考虑其特定的特性，这实际上借助于上述的调节参数来实现。电动机的生产商尽管给出了异步电动机的技术数据(额定功率，与额定电流相比的起动电流等等)，但是这些技术数据不能理想地调节过电流脱扣器和进而调节低压断路器。由于防护装置的调节参数取决于负载，由此对过电流脱扣器的调节附加地变得困难。用于各个异步电动机的不同的特征曲线也使调节变得困难。因此，对参数的调节在大多情况下通过尝试和错误来进行，也就是说，这些参数被这样久地增加，直至该防护装置不再过早地脱扣。
发明内容
本发明的目的是提出一种能够实现自动地调节防护装置的过电流脱扣器的方法，该防护装置具有作为用电器的异步电动机。
该目的一种用于自动调节具有过电流脱扣器的防护装置的方法由此实现，即所述防护装置具有作为用电器的异步电动机，所述异步电动机被保护以防止过载以及防止能量分配设备出现短路，其中，在所述过电流脱扣器上将至少一个脱扣时间设定为参数，所述脱扣时间确保所述异步电动机不会出现热过载，其中，在预定的负载的情况下，在接通或者换向之后，根据所述异步电动机的时间上的电动机电流曲线来确定电动机电流的平方在时间上的积分，并且根据所述积分通过以下方法导出所述过电流脱扣器的脱扣时间，即相关于所述额定电流(In)的预定倍数的平方来设置对应于所述异步电动机的加热的所述积分，其中，所述电动机电流曲线至少包括起动电流、过渡区域和自调节的所述电动机额定电流。
该目的由此实现，即在预定的负载、尤其是在额定负载的情况下，在接通或者换向之后，确定电动机电流的平方在时间t上的积分，并且根据该积分通过以下方法导出过电流脱扣器的脱扣时间Tp，即相关于额定电流的预定倍数的平方来设置对应于异步电动机的加热的积分，其中，电动机电流曲线至少包括起动电流以及达到自调节的电动机额定电流的过渡区域。用于过电流脱扣器的参数也根据时间上的电动机电流曲线来测定，其中该曲线的特殊性被自动地(以“teach-in”的方法)来测定。所测定的积分基本上对应于异步电动机的加热。
当电动机电流曲线包括在接通或者换向之后的接通峰值时，可以提高在确定脱扣时间时的精确性。
为了以简单的方式和方法确定积分的时间上限而提出，在接通或者换向之后，在经过接通峰值、起动电流和过渡区域之后，在自调节的电动机额定电流的区域中确定第二时间点，在该第二时间点上，电动机电流的时间上的变化小于预定的值；并且在接通时间点与第二时间点之间确定电动机电流的平方的积分。
根据标准，为预定的倍数有利地选择7.2倍。
当用于过载电流的参数根据在第二时间点的电流来设定时，也就是说，该参数尤其是该电流的1.03倍时，该参数可以简单地设定。
可以通过下述方法来自动地测定用于短路电流的参数：在以异步电动机的额定负载对其进行加载的情况下，在起动电流的区域中，也就是说，在出现接通峰值之后并且在经过过渡区域之前，根据时间上的电动机电流曲线来确定第一时间点，在第一时间点上，电动机电流的时间上的变化的量未超出预定的值；并且根据在第一时间点时的电流来确定用于短路电流的参数，其中，用于短路电流的参数尤其选择为该电流的1.25倍。
有利地应该在异步电动机中设计有闭锁保护，该闭锁保护在未超出倾覆力矩的情况下断开异步电动机。
附图说明
接下来根据实施例对本发明进一步加以说明。图中示出：
图1是具有待保护的异步电动机和负载的防护装置；
图2是接通之后的异步电动机的电流-时间特征曲线；
图3是根据图2的、在接通之后的电动机电流在时间上的平方；以及
图4是具有用于根据测得的起动时间tA来计算脱扣时间的积分的公式。
具体实施方式
图1以概略的示意图示出了以能量分配设备的低压断路器形式的防护装置1，带有负载3的异步电动机2作为待保护的用电器而连接在该防护装置的下游，其中，负载3在此在该实施例中等同于额定负载。防护装置1被保护以防止过载并且保护能量分配设备以防止短路。该防护装置具有过电流脱扣器，在该过电流脱扣器上可以设定多个尤其用于匹配异步电动机2的参数。根据电动机电流的时间上的曲线和异步电动机2的电动机电流I的平方，来自动测定这些参数。
异步电动机2的电动机电流I作为时间t的函数在图2中示出。通过直接在接通异步电动机2之后的必要的磁化为条件，在图2中的时间上的电动机电流曲线I(t)示出了接通峰值4，其接下来在起动电流区域5中转入到起动电流IA中。具有拐点7的过渡区域6连接到起动电流区域5上，其空转区域8转入到电动机额定电流9的区域中。在图2中的电动机电流曲线I(t)在此被接收以用于额定负载(作为预定的负载)。该曲线具有两个对应于时间点t1和tA的特征点P1，P2，在这些点上，电动机电流I的时间上的变化分别小于预定的值，在此例如小于5A/S。
在时间点t1(点P1)时的电流I被定义为起动电流IA并且在时间点tA(点P2)时的电流被定义为额定电流IN，这是因为在时间点tA时的该电流几乎不能与异步电动机2的额定电流进行区分。
接下来描述用于防护装置1和具有额定功率为110kW的异步电动机2的调节参数的测定。
低压断路器的设计电流：250A
所应用的过电流脱扣器的调节范围：
-过载：IR＝100A-250A(0.4-1.0×In)
-短路：Ii＝312A-2750A(1.25-11×In)
从异步电动机2的接收的电流-时间特征曲线所获得的值：
-最大起动电流IA(在点P1中)：1320A
-在起动之后的电流消耗(在点P2中)：196A
-起动时间：8s
由最大的起动电流1320A导出用于短路电流Ii的调节参数。为了防止在起动时无意地脱扣防护装置1，用于短路电流的调节参数被设定为在点P1中的最大起动电流IA的125％，在此也就是1650A。作为边界条件的前提条件是，即低压断路器具有所谓的Rush-in抑制(Unterdrueckung)。
取决于在起动之后流过的196A的电流，用于过载电流IR的调节参数被调节为该电流值的103％，也就是202A。
在图3中示出了在时间t上的电动机电流I的平方，其中，在图示中同样也记录了时间tA、电流(IN)2以及(IA)2。在图3中的曲线下方的面积对应于异步电动机2直至时间点tA的加热，由该时间点通过除以测定的额定电流IN(根据IEC标准)的平方的7.2倍(作为预定的倍数)获得作为用于异步电动机2的第三调节参数的脱扣时间Tp。
用于脱扣时间Tp的调节参数根据测定的8s的起动时间tA参照积分INT根据图4中的公式来计算。

Claims (9)

1.一种用于自动调节具有过电流脱扣器的防护装置(1)的方法，所述防护装置具有作为用电器的异步电动机(2)，所述异步电动机被保护以防止过载以及防止能量分配设备出现短路，其中，在所述过电流脱扣器上将至少一个脱扣时间(Tp)设定为参数，所述脱扣时间确保所述异步电动机(2)不会出现热过载，其特征在于，在预定的负载的情况下，在接通或者换向之后，根据所述异步电动机(2)的时间上的电动机电流曲线(I(t))来确定电动机电流(I)的平方在时间(t)上的积分(INT)，并且根据所述积分通过以下方法导出所述过电流脱扣器的脱扣时间(Tp)，即相关于额定电流(In)的预定倍数的平方来设置对应于所述异步电动机(2)的加热的所述积分(INT)，其中，所述电动机电流曲线(I(t))至少包括起动电流(IA)、过渡区域(6)和自调节的所述额定电流(In)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电动机电流曲线(I(t))包括在所述接通或者所述换向之后的接通峰值(4)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述接通或者所述换向之后，在经过所述接通峰值(4)、所述起动电流(IA)和所述过渡区域之后，在自调节的所述电动机额定电流的区域中确定第二时间点(tA)，在所述第二时间点上，所述电动机电流(I)的时间上的变化小于预定的值；并且在接通时间点(t1)与所述第二时间点(tA)之间确定所述电动机电流(I)的平方的所述积分(INT)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预定倍数是7.2倍。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定倍数是7.2倍。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述过电流脱扣器上至少设定用于过载电流(IR)、用于所述脱扣时间(Tp)以及用于短路电流(Ii)的参数，其特征在于，根据在所述第二时间点(tA)时的所述额定电流(In)来设定用于所述过载电流(IR)的所述参数，其中，所述参数是所述额定电流(In)的1.03倍。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述过电流脱扣器上至少设定用于所述过载电流(IR)、用于所述脱扣时间(Tp)以及用于所述短路电流(Ii)的所述参数，其特征在于，在以所述异步电动机(2)的额定负载对所述异步电动机进行加载的情况下，在所述起动电流(IA)的区域中，也就是说，在出现所述接通峰值(4)之后并且在经过所述过渡区域(6)之前，根据时间上的所述电动机电流曲线(I(t))来确定第一时间点(t1)，在所述第一时间点上，所述电动机电流(I)的时间上的变化的量未超出预定的值；并且根据在所述第一时间点(t1)时的所述起动电流(IA)来确定用于所述短路电流(Ii)的所述参数，其中，用于所述短路电流(Ii)的所述参数为所述起动电流(IA)的1.25倍。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为所述异步电动机(2)设计有闭锁保护，所述闭锁保护在未超出倾覆力矩的情况下断开所述异步电动机(2)，也就是说脱扣所述防护装置(1)。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，为所述异步电动机(2)设计有闭锁保护，所述闭锁保护在未超出倾覆力矩的情况下断开所述异步电动机(2)，也就是说脱扣所述防护装置(1)。
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