CN103378579A - 用于监测提供给负载的电流的方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
用于监测从配电线路通过跳闸机构流到负载的电流的电路保护装置包括配置成从传感器接收电流信号的输入导体。至少一个电阻器布置成从该输入导体接收该电流信号，并且提供与该电流信号成比例的电压信号。该电路保护装置包括与该电阻器并联耦合的控制电路，以及电源，其从该电阻器接收该电流信号并且基于该电流信号供应电力给该控制电路。该控制电路配置成接收该电压信号并且基于该电压信号确定流过该跳闸机构的电流的幅度。该控制电路还配置成确定是否超过预定电流阈值并且生成控制信号以激活该跳闸机构。
Description
技术领域
本申请一般来说涉及监测系统，并且更具体地涉及用于在监测提供给负载的电流中使用的方法、装置和系统。
背景技术
已知的配电电路包括多个开关设备或其他断路器，其耦合于一个或多个负载。开关设备和/或断路器典型地包括跳闸机构，如果电流超过电流阈值和/或如果电流另外在可接受的操作条件外，该跳闸机构则中断流到负载的电流。
至少一些已知的断路器和/或开关设备包括一次电流变压器，其测量流过跳闸机构触点的电流。这样的断路器和/或开关设备还可包括自供电电子跳闸单元（ETU），其可编程地激活跳闸机构来中断提供给负载的电流。这样的自供电ETU典型地包括二次电流变压器，其与电源串联耦合来监测电流并且将该电源从配电电路电去耦合。然而，二次电流变压器可非期望地增加自供电ETU的成本和/或大小，并且还可引起ETU与不包括二次电流变压器的ETU相比更易受噪声影响。
发明内容
在一个方面，提供用于在监测从配电线路通过跳闸机构流到负载的电流中使用的电路保护装置，其包括配置成从传感器接收电流信号的输入导体。至少一个电阻器耦合于该输入导体。所述至少一个电阻器布置成接收该电流信号，并且配置成提供与该电流信号成比例的电压信号。该电路保护装置包括与该电阻器并联耦合的控制电路，以及电源，其耦合于该电阻器并且配置成从该电阻器接收该电流信号并且基于该电流信号供应电力给该控制电路。该控制电路配置成接收该电压信号并且基于该电压信号确定流过该跳闸机构的电流的幅度。该控制电路还配置成确定是否超过预定电流阈值并且生成控制信号来激活该跳闸机构。
在另一个方面，提供用于在监测从配电线路提供给负载的电流中使用的电路保护系统。该电路保护系统包括跳闸机构，其配置成耦合于该配电线路和该负载来使从该配电线路接收的电流能够流过该跳闸机构到该负载。该跳闸机构进一步配置成被激活来中断流到该负载的电流。该电路保护系统还包括传感器，其配置成测量流过该跳闸机构的电流并且生成代表测量的电流的电流信号，以及耦合于该传感器的电路保护装置。该电路保护装置包括输入导体，其配置成从该传感器接收该电流信号，以及耦合于该输入导体的至少一个电阻器。该至少一个电阻器布置成接收该电流信号，并且配置成提供与该电流信号成比例的电压信号。该电路保护装置还包括控制电路，其与该至少一个电阻器并联耦合，并且配置成接收该电压信号并且基于该电压信号确定流过该跳闸机构到该负载的电流的幅度。该控制电路还配置成确定是否超过预定电流阈值并且生成控制信号来激活该跳闸机构。该电路保护装置还包括电源，其耦合于该电阻器并且配置成从该电阻器接收该电流信号并且基于该电流信号供应电力给该控制电路。
在另一个方面，提供使用电路保护装置监测提供给负载的电流的方法，其包括接收代表流过跳闸机构到该负载的电流量的电流信号并且将该电流信号传输通过至少一个电阻器来提供与该电流信号成比例的电压信号。该方法还包括基于电压确定流过该跳闸机构到该负载的电流的幅度，确定是否超过预定电流阈值，并且生成控制信号来激活该跳闸机构来防止电流被提供给该负载。
提供一种电路保护装置，其用于在监测从配电线路通过跳闸机构流到负载的电流中使用，所述电路保护装置包括：
配置成从传感器接收电流信号的输入导体；
耦合到所述输入导体的至少一个电阻器，所述至少一个电阻器布置成接收所述电流信号，并且配置成提供与所述电流信号成比例的电压信号；
控制电路，其与所述至少一个电阻器并联耦合并且配置成：
接收所述电压信号；
基于所述电压信号确定流过所述跳闸机构的电流的幅度；
确定是否超过预定电流阈值；并且
生成控制信号以激活所述跳闸机构；以及
电源，其耦合到所述至少一个电阻器并且配置成：
从所述至少一个电阻器接收所述电流信号；并且
基于所述电流信号供应电力给所述控制电路。
优选的，所述控制电路配置成当流过所述跳闸机构的电流的幅度超过所述预定电流阈值时生成所述控制信号。
优选的，所述电流信号是交流（AC）信号，其中所述电源配置成将所述电流信号转换成直流（DC）并且使用转换的电流信号供应DC电力给所述控制电路。
优选的，所述电流信号是交流（AC）信号，所述至少一个电阻器将AC信号作为所述电压信号提供给所述控制电路。
优选的，所述控制电路包括模数转换器（ADC），其配置成将所述电压信号转换成数据以用于在确定流过所述跳闸机构的电流的幅度中使用。
优选的，所述控制电路包括增益电路，其耦合到所述ADC并且配置成调节所述电压信号的幅度以用于与所述ADC一起使用。
优选的，所述控制电路包括耦合到所述ADC的处理器，其中所述处理器接收数据并且使用所述数据以确定流过所述跳闸机构的电流的幅度。
提供一种电路保护系统，其用于在监测从配电线路提供给负载的电流中使用，所述电路保护系统包括：
跳闸机构，其配置成耦合到所述配电线路和所述负载以使从所述配电线路接收的电流能够流过所述跳闸机构到所述负载，所述跳闸机构进一步配置成被激活从而中断流到所述负载的电流；
传感器，其配置成测量流过所述跳闸机构的电流并且生成代表测量的电流的电流信号；以及
电路保护装置，其耦合到所述传感器并且包括：
输入导体，其配置成从所述传感器接收所述电流信号；
耦合到所述输入导体的至少一个电阻器，所述至少一个电阻器布置成接收所述电流信号，并且配置成提供与所述电流信号成比例的电压信号；
控制电路，其与所述至少一个电阻器并联耦合并且配置成：
接收所述电压信号；
基于所述电压信号确定流过所述跳闸机构到所述负载的电流的幅度；
确定是否超过预定电流阈值；并且
生成控制信号以激活所述跳闸机构；以及
电源，其耦合到所述至少一个电阻器并且配置成：
从所述至少一个电阻器接收所述电流信号；并且
基于所述电流信号供应电力给所述控制电路。
优选的，所述控制电路配置成当流过所述跳闸机构的电流的幅度超过预定电流阈值时生成所述控制信号。
优选的，所述电流信号是交流（AC）信号，其中所述电源配置成将所述电流信号转换成直流（DC）并且使用转换的电流信号供应DC电力给所述控制电路。
优选的，所述电流信号是交流（AC）信号，所述至少一个电阻器将AC信号作为所述电压信号提供给所述控制电路。
优选的，所述控制电路包括模数转换器（ADC），其配置成将所述电压信号转换成数据以用于在确定流过所述跳闸机构的电流的幅度中使用。
优选的，所述控制电路包括增益电路，其耦合到所述ADC并且配置成调节所述电压信号的幅度以用于与所述ADC一起使用。
优选的，所述控制电路包括耦合到所述ADC的处理器，其中所述处理器接收数据并且使用所述数据以确定流过所述跳闸机构的电流的幅度。
优选的，所述电路保护系统进一步包括耦合到所述控制电路的通量移位器，其中所述通量移位器配置成接收所述控制信号并且响应所述控制信号而激活所述跳闸机构。
提供一种使用电路保护装置监测提供给负载的电流的方法，所述方法包括：
接收代表流过跳闸机构到所述负载的电流量的电流信号；
将所述电流信号传输通过至少一个电阻器以提供与所述电流信号成比例的电压信号；
基于所述电压信号确定流过所述跳闸机构到所述负载的电流的幅度；
确定是否超过预定电流阈值；并且
生成控制信号以激活所述跳闸机构从而防止电流被提供给所述负载。
优选的，所述电流信号是交流（AC）信号，所述方法进一步包括：
从所述至少一个电阻器接收所述电流信号；
将所述电流信号转换成直流（DC）；以及
使用转换的电流信号供应DC电力给所述电路保护装置的至少一个组件。
优选的，所述方法进一步包括响应所述控制信号而生成磁场，其中所述磁场引起所述跳闸机构被激活。
优选的，所述方法进一步包括在所述确定流过所述跳闸机构的电流的幅度之前调整所述电压信号。
优选的，所述方法进一步包括当流过所述跳闸机构的电流的幅度超过预定电流阈值时生成所述控制信号。
附图说明
图1是示范性电力系统的示意框图。
图2是可与图1中示出的电力系统一起使用的示范性配电系统的示意框图。
图3是可与图2中示出的配电系统一起使用的示范性电路保护系统的示意框图。
图4是可与图3中示出的电路保护系统一起使用的监测提供给负载的电流的示范性方法的流程图。
具体实施方式
本文中描述用于在监测提供给负载的电流中使用的方法、装置和系统的示范性实施例。交流（AC）从配电线路接收并且通过跳闸机构传输到该负载。传感器测量传输通过该跳闸机构的电流量并且生成代表测量的电流量的电流信号。该传感器将该电流信号传输到电路保护装置。该电路保护装置接收该电流信号并且将该电流信号传输通过分流电阻器来生成该电阻器两端的电压。电源接收该电流信号并且将该信号转换成直流（DC）以用于在向该电路保护装置的组件供应DC电力中使用。与该分流电阻器并联耦合的控制电路接收该电阻器两端生成的电压。该控制电路调节该电压的幅度，并且将该电压转换成代表流过该跳闸机构的电流量的电流数据。该控制电路包括处理器，其分析包括电流的幅度的该电流数据来确定电流幅度是否超过预定阈值。如果该电流幅度超过该电流阈值，该处理器将控制信号传输到通量移位器来引起该跳闸机构被激活。因此，在一示范性实施例中，电路保护装置是自供电电子跳闸单元，其采用成本有效并且紧凑的方式监测流过跳闸机构的电流。另外，通过在电流信号由电源转换成DC之前接收电流数据，保留电流信号的相位角以用于在分析是否已发生一个或多个故障条件中使用。另外，因为电阻器提供完全正弦的AC信号给电源，不需要例如零交叉检测电路的另外的电路。
图1是包括设备保护系统102和配电系统104的示范性电力系统100的示意框图。在一示范性实施例中，配电系统104包括多个开关设备单元106（也称为断路器）。备选地，配电系统104包括任何其他电路保护系统，其使电力系统100能够如本文描述的起作用。保护系统102包括中央控制器108，其包括处理器110和耦合于处理器110的存储器112。处理器110控制和/或监测开关设备单元106的操作。更具体地，处理器110控制和/或监测开关设备单元106内的多个跳闸机构和电路保护装置（都未在图1中示出）的操作。处理器110通过网络114与开关设备单元106通信。例如，中央控制器108包括中央通信单元116，其实现通过网络114在处理器110与开关设备单元106之间传输和接收数据和/或命令。
应该理解术语“处理器”一般指任何可编程系统，其包括系统和微控制器、精简指令集电路（RISC）、专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑电路和能够运行本文描述的功能的任何其他电路或处理器。上文的示例仅仅是示范性的，并且从而不意在以任何方式限制术语“处理器”的定义和/或含义。
存储器112存储可由处理器110运行的程序代码和指令来控制和/或监测开关设备单元106。存储器112可包括但不限于仅包括非易失性RAM（NVRAM）、磁性RAM（MRAM）、铁电RAM（FeRAM）、只读存储器（ROM）、闪速存储器和/或电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）。任何其他适合的磁、光和/或半导体存储器（独自或与其他形式的存储器结合）可包括在存储器112中。存储器112还可以是或包括可拆分或可移动存储器，其包括但不限于适合的带盒、盘、CD ROM、DVD或USB存储器。
在一示范性实施例中，保护系统102包括显示装置118和用户输入装置120，其提供用于使用保护系统102监测和控制配电系统104的用户接口。用户输入装置120无限制地包括键盘、小键盘、触敏屏幕、鼠标、滚轮、指点装置、采用语音识别软件的音频输入装置和/或使用户能够将数据输入配电系统104的任何适合的装置。
显示装置118可无限制地包括监测器、电视显示器、等离子体显示器、液晶显示器（LCD）、基于发光二极管（LED）的显示器、基于多个有机发光二极管（OLED）的显示器、基于聚合物发光二极管（PLED）的显示器、基于多个表面传导电子发射器（SED）的显示器、包括投影和/或反射图像的显示器或任何其他适合的电子装置或显示机构。在一个实施例中，显示装置118包括具有关联的触摸屏控制器的触摸屏，使得用户输入装置120至少部分与显示装置118集成。
图2是配电系统104的示意框图，其包括多个电路保护装置122。每个电路保护装置122可移动地耦合在开关设备单元106内并且配置成可编程地控制到一个或多个负载124的电力。在一示范性实施例中，电路保护装置122是电子跳闸单元（ETU）122。
负载124可包括但不限于只包括机器、马达、照明和/或制造或发电或配电设施的其他电和机械设备。电力从配电线路126提供给开关设备单元106，其还耦合于电路保护装置122。
每个电路保护装置122包括用于控制电路保护装置122的处理器128。另外，每个电路保护装置122耦合于至少一个传感器130和至少一个跳闸机构132，例如一个或多个断路器装置或电弧抑制装置（arc containment device）。示范性断路器装置包括例如电路开关、接触臂和/或中断流过断路器装置到耦合于断路器装置的负载的电流的电路中断器。示范性电弧抑制装置包括例如抑制组装件、多个电极、等离子体枪和触发电路，其引起该等离子体枪发射烧蚀等离子体进入电极之间的间隙以便从电弧或在电路上检测到的其他电故障转移能量进入该抑制组装件。
在一示范性实施例中，传感器130是电流传感器，例如电流变压器、罗戈夫斯基（Rogowski）线圈、霍耳效应传感器和/或分流器，其测量流过跳闸机构132的电流。备选地，传感器130可包括任何其他传感器，其使配电系统104能够如本文描述的起作用。在一示范性实施例中，每个传感器130生成代表测量或检测的流过关联的跳闸机构132的电流的信号（在下文中称为“电流信号”）。另外，每个传感器130将该电流信号传输到与跳闸机构132关联或耦合于跳闸机构132的处理器128。将每个处理器128编程从而如果该电流信号和/或由该电流信号表示的电流超过可编程电流阈值则激活跳闸机构132以中断提供给负载124的电流。
在一示范性实施例中，处理器128还通信地耦合于中央控制器108。例如，处理器128可直接耦合用于与中央控制器108通信，或可耦合用于通过通信单元134与中央控制器108通信。还可通过硬连线通信链路或通过无线通信链路在处理器128和中央控制器108之间提供通信。处理器128收集与对应的跳闸机构132有关的测量的操作条件数据。例如，每个处理器128从与耦合于处理器128的跳闸机构132关联的传感器130搜集测量的操作条件数据，例如代表电流信号的数据（本文中也称为“电流数据”）。处理器128将该电流数据存储在耦合于处理器128的存储器136中，和/或将该电流数据传输到中央控制器108。
存储器136存储可由处理器128运行的程序代码和指令来控制和/或监测电路保护装置122和/或跳闸机构132。在一示范性实施例中，存储器136包括非易失性RAM来使存储在存储器136中的数据能够在失去电力后保留。备选或另外地，存储器136可包括磁性RAM（MRAM）、铁电RAM（FeRAM）、只读存储器（ROM）、闪速存储器和/或电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）。任何其他适合的磁、光和/或半导体存储器（独自或与其他形式的存储器结合）可包括在存储器136中。存储器136还可以是或包括可拆分或可移动存储器，其包括但不限于适合的带盒、盘、CD ROM、DVD或USB存储器。
在一个实施例中，电路保护装置122还包括耦合于处理器128的显示装置138。在一特定实施例中，显示装置138包括一个或多个发光二极管（LED），其指示电路保护装置122和/或跳闸机构132的状态。例如，处理器128可激活显示装置138的一个或多个组件（例如，LED）来指示电路保护装置122和/或跳闸机构132是活动的和/或正常操作、发生了故障或失效、和/或跳闸机构132和/或电路保护装置122的任何其他状态。
尽管电路保护装置122已经在图2中参照配电系统104的开关设备单元106描述，应该认识到电路保护装置122或其的任何组件可与使配电系统能够如本文描述的起作用的任何装置或系统一起使用。
图3是可与配电系统104（在图2中示出）一起使用的示范性电路保护系统200的示意框图。与图2的组件相似的图3的组件在图3中用在图2中使用的相同参考数字来图示。
在一示范性实施例中，电路保护系统200包括跳闸机构132、耦合于跳闸机构132的通量移位器202、传感器130和电路保护装置122。跳闸机构132耦合于配电线路126，其供应电力给负载124。跳闸机构132在一示范性实施例中由电路保护装置122和通量移位器202激活或控制来将负载124从配电线路126电断开。
通量移位器202是电机装置，其耦合于处理器128并且响应从处理器128接收的控制信号而生成磁场。通量移位器202接近跳闸机构132安置使得磁场引起通量移位器202激活跳闸机构132，从而防止电流流过跳闸机构132和/或电路保护装置122到负载124。备选地，任何适合的执行器可用于响应从处理器128接收的控制信号而激活跳闸机构132。
传感器130耦合于跳闸机构132和电路保护装置122。在一示范性实施例中，传感器130检测由配电线路126供应的电流量并且将与流过配电线路126的电流成比例的电流信号传输到电路保护装置122。
电路保护装置122在一示范性实施例中包括分流电阻器204、电源206和控制电路208。在一示范性实施例中，电路保护装置122是包括集成电源206的自供电ETU，如本文更充分描述的。
分流电阻器204在一示范性实施例中耦合在电路保护装置122的第一（或输入）导体210和第二（或供应）导体212之间。输入导体210耦合于传感器130并且供应导体212耦合于电源206。更具体地，电源206通过供应导体212与分流电阻器204串联耦合。在一个实施例中，多个分流电阻器204在输入导体210和供应导体212之间彼此并联耦合。在一示范性实施例中，当电流通过输入导体210接收时电压在分流电阻器204两端生成。
在一示范性实施例中，电源206是开关模式电源206，集成在电路保护装置122内，其包括例如多个晶体管的多个开关装置（未示出）。电源206从输入导体210通过分流电阻器204接收交流（AC），并且通过将电流整流而将电流转换成直流（DC）。电源206供应DC电力给电路保护装置122的组件，例如控制电路208。另外，电源206通过第三（或输出）导体214将输出信号传输到传感器130来完成电流信号的电路径。
在一示范性实施例中，电源206从分流电阻器204下游耦合，使得电流信号在由电源206整流之前传输通过电阻器204。因此，传输通过分流电阻器204的电流信号是从传感器130接收的完全正弦AC信号，并且电流信号保留相位信息以用于在确定一个或多个故障是否已在电路保护系统200和/或配电系统104（在图2中示出）内发生中使用。
控制电路208与分流电阻器204并联耦合并且接收电阻器204两端生成的电压信号（或电压）。应该认识到电压信号是从流过分流电阻器204的交流生成的AC信号。控制电路208包括增益电路216、耦合于增益电路216的调整电路218和耦合于调整电路218的处理器128。
在一示范性实施例中，增益电路216包括运算放大器，其将接收的电压的幅度调节到适合与调整电路218和处理器128一起使用的电压。调整电路218包括模数转换器（ADC），其将接收的电压转换成代表流过跳闸机构132的电流或与流过跳闸机构132的电流成比例的一个或多个数据值。在一个实施例中，处理器128将这些数据值除以分流电阻器204的电阻来获得流过跳闸机构132的电流的幅度。
在操作期间，AC电流从配电线路126接收并且传输通过跳闸机构132和传感器130到负载124。传感器130生成代表流过跳闸机构132的电流量的电流信号并且将电流信号传输到电路保护装置122。
电路保护装置122通过输入导体210接收电流信号。电流信号传输通过分流电阻器204来在电阻器204两端生成电压。电源206从分流电阻器204接收AC电流信号，将信号转换成DC，并且将DC电力供应给电路保护装置122的组件。
控制电路208接收在分流电阻器204两端生成的电压并且调整电压以用于与处理器128一起使用。更具体地，增益电路216将电压幅度调节到适合与调整电路218和/或处理器128一起使用的幅度。调整电路218将电压转换成代表流过跳闸机构132的电流量的电流数据。调整电路218将该电流数据传输到处理器128。备选地，调整电路218将电压转换成多个数字电压值，并且处理器128从这些电压值生成电流数据（例如，代表流过跳闸机构132的电流的数据）。
在一示范性实施例中，处理器128分析电流数据（其包括电流的幅度和电流的相位角）来确定故障是否已在电路保护系统200和/或配电系统104内发生和/或确定电路保护系统200和/或配电系统104是否在不可接受或非期望的条件中操作。例如，处理器128比较电流幅度与预定的电流阈值来确定电流幅度是否超过电流阈值。如果流过跳闸机构132的电流的幅度超过电流阈值，处理器128将控制信号传输到通量移位器202来引起跳闸机构132被激活。
通量移位器202接收控制信号并且响应控制信号而生成磁场。该磁场引起通量移位器202将跳闸机构132跳闸或激活来防止电流流过跳闸机构132，从而将负载124从配电线路126电断开。
尽管电路保护系统200在图3中图示为包括单个传感器130、单个输入导体210和单个分流电阻器204的单相系统，任何适合数量的相可包括在电路保护系统200内。例如，电路保护系统200可以是三相系统，其包括对每相的单独的传感器130、单独的输入导体210和单独的分流电阻器204。
图4是可与电路保护系统200（在图3中示出）一起使用的用于监测提供给例如负载124（在图1中示出）的负载的电流的示范性方法300的流程图。方法300至少部分由例如处理器128的处理器运行。例如，多个计算机可运行指令实施在例如存储器136（在图2中示出）的计算机可读介质内。这些指令当由处理器运行时引起处理器运行方法300的步骤和/或如本文描述的起作用。
在一示范性实施例中，AC电流由电路保护系统200通过例如配电线路126（在图2中示出）的配电线路接收302。该电流流过跳闸机构132到负载124。传感器130测量304流过跳闸机构132的电流量并且生成代表测量的流过跳闸机构132的电流量的电流信号。
电路保护装置122接收306电流信号并且电流信号传输308通过分流电阻器204来提供或生成电阻器204两端的电压信号，其与流过跳闸机构132的电流成比例。电源206接收通过分流电阻器204传输的电流信号，并且将电流信号转换310成DC。电源206使用转换的电流信号将DC电力供应312给电路保护系统200的组件。
控制电路208接收314在分流电阻器204两端提供或生成的电压信号，并且调节电压信号以用于与处理器128一起使用。更具体地，增益电路216将电压信号的幅度调节到适合与调整电路218和/或处理器128一起使用的幅度。调整电路218将电压信号转换316成代表流过跳闸机构132的电流量的数字电流数据。该电流数据包括流过跳闸机构132的电流的幅度或相位角。调整电路218将该电流数据传输到处理器128。
在一示范性实施例中，处理器128确定318电流幅度是否超过电流阈值。更具体地，处理器128分析包括电流的幅度的电流数据来确定是否超过电流阈值。备选地，处理器128分析电流的幅度和/或相位角来确定在电路保护系统200和/或配电系统104内是否存在故障和/或非期望的操作条件。在一示范性实施例中，如果流过跳闸机构132的电流的幅度不超过电流阈值，方法300回到测量304流过跳闸机构132的电流量。
如果处理器128确定318电流幅度超过电流阈值，处理器128生成320控制信号并且将该控制信号传输到通量移位器202来激活跳闸机构132。通量移位器202接收该控制信号并且响应该控制信号而生成磁场。该磁场引起通量移位器202将跳闸机构132激活来防止电流流过跳闸机构132，从而将负载124从配电线路126电断开。
本文描述的方法、装置和系统的技术效果可包括下列中的一个或多个：（a）接收代表流过跳闸机构到负载的电流量的电流信号；（b）将电流信号传输通过至少一个电阻器来提供与该电流信号成比例的电压信号；（c）基于电压确定流过跳闸机构到负载的电流的幅度；（d）确定是否超过预定电流阈值；以及（e）生成控制信号来激活跳闸机构以防止电流被提供给负载。
用于监测提供给负载的电流的方法、装置和系统的示范性实施例在上文详细描述。该方法、装置和系统不限于本文描述的特定实施例，而相反地，方法的操作和/或系统和/或装置的组件可独立并且与本文描述的其他操作和/或组件分开利用。此外，描述的操作和/或组件还可结合其他系统、方法和/或装置限定或使用，并且不限于只用如本文描述的系统、方法和装置实践。
尽管本发明连同示范性配电系统描述，本发明的实施例可用许多其他电力系统或其他系统或装置来操作。本文描述的电路保护系统不意在提出关于本发明的任何方面的使用或功能性的范围的任何限制。另外，本文描述的电路保护系统不应该解释为具有与在示范性操作环境中图示的组件中的任一个或组合有关的任何依赖性或要求。
在本文图示和描述的本发明的实施例中的操作的运行顺序或表现不是必需的，除非另外规定。即，操作可采用任何顺序执行，除非另外规定，并且本发明的实施例可包括另外的或比本文公开的那些更少的操作。例如，预期在另一个操作之前、与其同时或在其之后运行或执行特定操作在本发明的方面的范围内。
尽管本发明的各种实施例的特定特征可在一些图中示出并且不在其他图中示出，这只是为了方便。根据本发明的原理，图的任何特征可与任何其他图的任何特征结合参考和/或要求权利。
该书面描述使用示例以公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统并且执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的文字语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。
部件列表
| 100 | 电力系统 | 102 | 设备保护系统 |
| 104 | 配电系统 | 106 | 开关设备单元 |
| 108 | 中央控制器 | 110 | 处理器 |
| 112 | 存储器 | 114 | 网络 |
| 116 | 中央通信单元 | 118 | 显示装置 |
| 120 | 输入装置 | 122 | 电路保护装置 |
| 124 | 负载 | 126 | 配电线路 |
| 128 | 处理器 | 130 | 传感器 |
| 132 | 跳闸机构 | 134 | 通信单元 |
| 136 | 存储器 | 138 | 显示装置 |
| 200 | 电路保护系统 | 202 | 通量移位器 |
| 204 | 电阻器 | 206 | 电源 |
| 208 | 控制电路 | 210 | 输入导体 |
| 212 | 供应导体 | 214 | 输出导体 |
| 216 | 增益电路 | 218 | 调整电路 |
| 300 | 方法 | 302 | 从配电线路接收电流 |
| 304 | 测量流过跳闸机构的电流量 | 306 | 接收代表测量的电流量的电流信号 |
| 308 | 将电流信号传输通过分流电阻器来提供与流过跳闸机构的电流成比例的电压信号 | 310 | 将电流信号转换成DC |
| 312 | 使用转换的电流信号供应DC电力给电路保护系统组件 | 314 | 接收分流电阻器两端提供的电压信号 |
| 316 | 将电压信号转换成包括流过跳闸机构的电流的幅度的电流数据 | 318 | 电流幅度超过阈值？ |
| 320 | 生成信号来激活跳闸机构 |
Claims (10)
1.一种电路保护装置，用于在监测从配电线路通过跳闸机构流到负载的电流中使用，所述电路保护装置包括：
配置成从传感器接收电流信号的输入导体；
耦合到所述输入导体的至少一个电阻器，所述至少一个电阻器布置成接收所述电流信号，并且配置成提供与所述电流信号成比例的电压信号；
控制电路，其与所述至少一个电阻器并联耦合并且配置成：
接收所述电压信号；
基于所述电压信号确定流过所述跳闸机构的电流的幅度；
确定是否超过预定电流阈值；并且
生成控制信号以激活所述跳闸机构；以及
电源，其耦合到所述至少一个电阻器并且配置成：
从所述至少一个电阻器接收所述电流信号；并且
基于所述电流信号供应电力给所述控制电路。
2.如权利要求1所述的电路保护装置，其中，所述控制电路配置成当流过所述跳闸机构的电流的幅度超过所述预定电流阈值时生成所述控制信号。
3.如权利要求1所述的电路保护装置，其中，所述电流信号是交流（AC）信号，其中所述电源配置成将所述电流信号转换成直流（DC）并且使用转换的电流信号供应DC电力给所述控制电路。
4.如权利要求1所述的电路保护装置，其中，所述电流信号是交流（AC）信号，所述至少一个电阻器将AC信号作为所述电压信号提供给所述控制电路。
5.如权利要求4所述的电路保护装置，其中，所述控制电路包括模数转换器（ADC），其配置成将所述电压信号转换成数据以用于在确定流过所述跳闸机构的电流的幅度中使用。
6.如权利要求5所述的电路保护装置，其中，所述控制电路包括增益电路，其耦合到所述ADC并且配置成调节所述电压信号的幅度以用于与所述ADC一起使用。
7.如权利要求5所述的电路保护装置，其中，所述控制电路包括耦合到所述ADC的处理器，其中所述处理器接收所述数据并且使用所述数据以确定流过所述跳闸机构的电流的幅度。
8.一种电路保护系统，用于在监测从配电线路提供给负载的电流中使用，所述电路保护系统包括：
跳闸机构，其配置成耦合到所述配电线路和所述负载以使从所述配电线路接收的电流能够流过所述跳闸机构到所述负载，所述跳闸机构进一步配置成被激活从而中断流到所述负载的电流；
传感器，其配置成测量流过所述跳闸机构的电流并且生成代表测量的电流的电流信号；以及
电路保护装置，其耦合到所述传感器并且包括：
输入导体，其配置成从所述传感器接收所述电流信号；
耦合到所述输入导体的至少一个电阻器，所述至少一个电阻器布置成接收所述电流信号，并且配置成提供与所述电流信号成比例的电压信号；
控制电路，其与所述至少一个电阻器并联耦合并且配置成：
接收所述电压信号；
基于所述电压信号确定流过所述跳闸机构到所述负载的电流的幅度；
确定是否超过预定电流阈值；并且
生成控制信号以激活所述跳闸机构；以及
电源，其耦合到所述至少一个电阻器并且配置成：
从所述至少一个电阻器接收所述电流信号；并且
基于所述电流信号供应电力给所述控制电路。
9.如权利要求8所述的电路保护系统，其中，所述控制电路配置成当流过所述跳闸机构的电流的幅度超过预定电流阈值时生成所述控制信号。
10.如权利要求8所述的电路保护系统，其中，所述电流信号是交流（AC）信号，其中所述电源配置成将所述电流信号转换成直流（DC）并且使用转换的电流信号供应DC电力给所述控制电路。
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