CN1288277A

CN1288277A - 带有初始化装置的电子跳闸装置

Info

Publication number: CN1288277A
Application number: CN00120179.4A
Authority: CN
Inventors: 皮埃尔·布兰查德; 埃里克·萨普蒂茨
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2001-03-21
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: EP1083645A1; JP2001095142A; CN100384041C; FR2798525B1; EP1083645B1; FR2798525A1; US6285292B1

Abstract

一种电子跳闸装置,包括:一个包括保护装置的处理单元、和所说处理单元中的初始化装置。该初始化装置包括用于在中断供电之后进行初始化的装置;该装置包括:至少一个与保护装置连接的存储寄存器;用来存储保护功能元件的至少一个参数的值,和当处理单元进行初始化时提供所说至少一个参数的值。一个备用供电电路,向存储寄存器供电;和监测装置,用来监测当备用供电电路的电压下降到低于预先设定的阈值时,将删除寄存器的值。

Description

带有初始化装置的电子跳闸装置

本发明涉及一种电子跳闸装置，包括：

一个处理单元，接收代表流经要保护的供电系统中的电流的电流信号，其包括保护装置当所说电流超出预先设定的跳闸值时提供一个跳闸信号，和

一个初始化装置，用来初始化所说的处理单元。

在已知的电子跳闸装置中，在大于对应于跳闸曲线的时间内，当流经电路断路器的电极的至少一个电流超出预先设定的电流阈值时，跳闸功能元件提供一个电路断路器断开命令。在这些功能元件中，会涉及到长延时或者热作用功能元件，短延时或者磁作用功能元件，和接地故障保护功能元件。

某些跳闸装置具有跳闸之后作用于长延时功能元件的热存储功能元件(thermal memory functions)。在专利FR2，719，169或者US5，617，078中描述了这种类型的跳闸装置。

在这种类型的跳闸装置中，通过利用电容器向电阻器的放电特性，存储装置模拟热作用过程。这种装置较好地适合于使电路断路器跳闸和断开的长延时热作用功能元件。

其他跳闸装置含有存储器，用来存储电流值或者电路断路器跳闸或者状态信息。这些存储器通常是由电池或者具有很高值的电容器供电的RAM，或者具有电写入或者擦除的EEPROM。这些存储器的管理与跳闸和跳闸之后的初始化相关。如果在基于断续故障的中断供电之后进行初始化，很难检测包含在存储器中的数据的完整性。

因此，对于不导致跳闸但中断向跳闸装置供应电流的断续故障，已有的装置是无效的。

此外，如果这些断续故障是由短延时或者接地保护功能元件处理的故障，每次供电恢复，处理初始化将会太麻烦和花太长的时间。例如在具有电阻器和电容器的单元的情况下，每种类型的保护需要一个装置，并且必须持久地控制电容器的充电。

本发明的目的在于提供一种跳闸装置，其具有一个初始化装置，能够快速地初始化保护功能元件和具有非常可靠的初始化值。

在根据本发明的跳闸装置中，初始化装置包括用于在中断供电之后进行初始化的装置，该装置包括：

至少一个存储寄存器，与保护装置相连接，用来存储保护功能元件的至少一个参数的值，和当处理单元进行初始化时提供所说至少一个参数的值；

备用供电电路，向所说至少一个存储寄存器供电，

监测装置，用来监测与所说至少一个存储寄存器的一个输入端连接的备用供电电路，当备用供电电路的电压下降低于预先设定的阈值时，将寄存器的值复位为零。

用于中断供电之后进行初始化的装置最好包括一个第一存储寄存器，该寄存器与保护装置和监测装置相连接，用来存储代表短延时保护功能元件的参数的值。

该用于中断供电之后进行初始化的装置最好包括一个第二存储寄存器，该寄存器与保护装置和监测装置相连接，用来存储代表接地保护功能元件的参数的值。

该用于中断之后进行初始化的装置最好包括一个第三存储寄存器，该寄存器与保护装置和监测装置相连接，用来存储代表长延时保护功能元件的参数的值。

在一个优选实施例中，保护装置、至少一个存储寄存器，和用来监测供电电路的监测装置设置在一个单一的集成电路中。

在一个具体实施例中，备用供电电路包括一个二极管，连接在供电电源线和备用供电线之间，和一个电容器，连接在备用供电线和基准线之间。

该初始化装置最好包括用于在中断供电之后进行初始化的装置，和用来在跳闸之后进行初始化的装置。

参照附图对本发明的作为非限制性例子给出的具体实施例进行如下的描述，将使本发明的其他优点和特征变得更加清楚，其中：

图1表示包含现有技术中的跳闸装置的电路断路器的示意图；

图2表示根据本发明的一个实施例的跳闸装置的处理单元的示意图；

图3表示包括根据本发明的一个实施例的初始化装置的处理单元的一部分的详细示意图。

图1中的电路断路器通过利用操作机构3断开触头2，以保护供电系统1。在该电路断路器中，跳闸装置包括电流检测器4A，4B，4C，其与供电系统的导体连接，来向检测电路5提供电流信号。电路5向供电电路6提供电流，并且电流信号Ⅰ代表在电源系统的导体中流向处理单元7的电流。当电流信号Ⅰ在预先设定的持续时间内超出某些的阈值时，处理单元7向继电器9提供一个跳闸信号8。供电电路6沿馈电线VDD向处理单元提供一个供电电压，和向跳闸继电器提供一个继电器控制电压VR。VR的电压可以不同于馈电线VDD的供电电压。

处理单元7包括一个电流测量模块10，用来接收电流信号Ⅰ和提供代表相位和/或中性电流的电流信号Ⅸ，和/或一个代表提供给保护功能模块11的接地电流的信号。通常对提供给模块11的信号进行采样，并且在数字滤波器中进行处理，来动作长延时保护、短延时保护和/或接地保护功能元件。这些保护功能元件向处理模块12提供保护参数T的值，来进行跳闸。例如，将提供的值与阈值相比较，当超出所说阈值时提供一个跳闸信号8。

根据跳闸之后由热存储装置14提供的热存储的值，初始化电路13对模块11的热保护功能元件或者长延时保护功能元件进行初始化。

在中断供电和每次电流恢复时进行一次保护功能元件的初始化的断续故障的情况下，现有技术的跳闸装置不能进行正确的初始化。

在根据本发明的一个实施例的跳闸装置中，在每次电流中断引起供电停止时，利用所说保护功能元件的输出参数的值使保护功能元件初始化是可能的。这种初始化保证高可靠的初始化值。

图2是根据本发明的一个实施例的跳闸装置的处理单元的示意图。在该图中，处理单元包括用来在中断供电之后进行初始化的装置。这些装置包括至少一个备用寄存器15，一个备用供电电路16和一个供电电路的监测电路17，其中备用寄存器15具有与保护功能模块11的输出端相连接的输入端，用来接收参数T的值。

寄存器15在它的一个输入端接收保护功能元件的参数T的值。该参数T可以代表长延时保护功能元件的热状态和/或短延时或者接地保护功能元件的等效的跳闸参数。该参数T取决于输入电流的值，根据阈值和时间延迟设定的值相对于时间对该输入电流的值进行积分。

当进行初始化时，寄存器在它的一个输出端向模块11的一个输入端提供值T1。值T1将模块11初始化成馈电线VDD的中断供电之前的先前值T。

通过备用供电电路16向寄存器15供电，备用供电电路16包括一个二极管16，连接在馈电线VDD和备用供电线VS之间，和一个电容器19，连接在线VS和基准线或地线20之间。因此，电容器19形成一个备用的电能存储器，用来在电流中断期间向与线VS连接的寄存器15供电。

如果电流中断供电时间持续很长大约几分钟，特别是短延时和接地保护功能元件，不再需要存储和用先前的值重新初始化参数T。此外，长延时保护的热值必变化，并且可以通过热存储器中的初始化进行重新初始化。如果线VS的电压下降到所说寄存器的工作电压的之下，太长的中断供电容易使电容器放电和影响寄存器数据。

为了保证数据完整地存储在寄存器中，与线VS连接的监测电路17监测提供给寄存器的供应电压，并且一旦VS上的电压不足，就提供一个复位信号21。

复位信号21删除记录在寄存器15中的数据。因此，当发生初始化时，保护功能元件开始按照零值或者缺省值。如果供电VS已经下降由寄存器提供的数据是零，或者如果在电流中断的过程中电压供应维持现状则数据是可靠的。

保持所记录的数据的持续时间最好是小于1分钟，并且电容器19最好具有小于50微法拉(50μF)的值。在一个优选实施例中，数据存储时间是大约10秒钟，并且电容器19的值是大约等于4.7微法拉(4.7μF)。

图3详细表示根据本发明的一个实施例的跳闸装置的处理单元。在该图中，测量模块10向长延时保护功能模块11L和短延时保护功能模块11S提供代表相位和中性电流的信号IPN，向接地故障保护模块11G提供代表零相序或者接地故障电流的信号IG。

模块11L，11S和11G可以构成模块11的一部分。它们在其输出端分别提供代表热或者长延时功能元件的参数TL，代表短延时功能元件的参数TS，和代表接地故障保护功能元件的参数TG。例如，如果代表对应的电流IPN或者IG的信号超出预先设定的阈值，参数TL，TS和TG的值增大，如果所说电流信号低于所说的阈值，这些参数的值减小。

代表参数TL，TS和TG的信号提供给处理跳闸的处理模块12。

寄存器15由三个寄存器15L，15S和15G组成。第一寄存器15L接收参数TL的值，和向模块11L提供一个初始化值TL1。第二寄存器15S接收参数TS的值，和向模块11S提供一个初始化值TS1。第三寄存器15G接收参数TG的值，和向模块11G提供一个初始化值TGI。

每个寄存器具有一个由监测电路17的信号21命令的删除或者复位输入。

因此，如果电流在导体中被中断，线VDD的供电也中断，并且寄存器保持参数TL，TS和TG的值。如果中断供电持续例如大约10秒钟，当进行初始化时，将不删除寄存器，并且保护功能元件将自动地处于中断供电之前的状态中。

如果中断供电持续几分钟，寄存器将复位为零，并且保护功能元件将被初始化为缺省值，例如零值。即使中断供电持续几分钟，特别是在跳闸之后，可以利用热存储器值初始化长延时保护功能元件。在图3中，热存储器初始化电路22向长延时保护功能模块11L的输入端提供值TLTH。

不管电流中断的原因，例如，断续故障、电路断路器的跳闸，或者操作供电系统的开关或者触头时，寄存器执行它们的存储功能。

例如，如果数据是有效的，可以通过寄存器的值用非零值优先初始化长延时保护功能元件，或者如果值是零值用热存储器值进行初始化。

在另一个实施例中，最好选择存储在寄存器中的值与热存储器值之间较高的那个值。

Claims

1．一种电子跳闸装置，包括：

一个处理单元(7)，接收代表流经要保护的供电系统中的电流的电流信号(Ⅰ)，包括保护装置(11)，并且当所说电流超出预先设定的跳闸值时提供一个跳闸信号(8)，和

一个初始化装置(13)，用来初始化所说的处理单元；

该跳闸装置其特征在于：初始化装置包括用于在中断供电之后进行初始化的装置(15，16，17)，该装置包括：

至少一个存储寄存器(15，15L，15S，15G)，与保护装置相连接，用来存储保护功能元件的至少一个参数的值(T，TL，TS，TG)，和当处理单元进行初始化时提供所说至少一个参数的值(TI，TLI，TSI，TGI)；

备用供电电路(16，18，19，VS)，向所说至少一个存储寄存器供电，

监测装置(17)，用来监测与所说至少一个存储寄存器的一个输入端连接的备用供电电路，当备用供电电路的电压(VS)下降低于预先设定的阈值时，将寄存器的值复位为零。

2．根据权利要求1所述的跳闸装置，其特征在于用于中断供电之后进行初始化的装置包括一个第一存储寄存器(15S)，该寄存器与保护装置(11，11S)和监测装置(17)相连接，用来存储代表短延时保护功能元件的参数(TS)的值。

3．根据权利要求1或2所述的跳闸装置，其特征在于用于中断供电之后进行初始化的装置包括一个第二存储寄存器(15G)，该寄存器与保护装置(11，11G)和监测装置(17)相连接，用来存储代表接地保护功能元件的参数(TG)的值。

4．根据权利要求1至3中的任何一个所述的跳闸装置，其特征在于用于中断之后进行初始化的装置包括一个第三存储寄存器(15L)，该寄存器与保护装置(11，11L)和监测装置(17)相连接，用来存储代表长延时保护功能元件的参数(TL)的值。

5．根据权利要求1至4中的任何一个所述的跳闸装置，其特征在于保护装置(11，11L，11S，11G)，至少一个存储寄存器(15，15L，15S，15G)，和用来监测供电电路的监测装置(17)设置在一个单一的集成电路中。

6．根据权利要求1至5中的任何一个所述的跳闸装置，其特征在于备用供电电路(16)包括一个二极管(18)，连接在主供电线(VDD)和备用供电线(VS)之间，和一个电容器(19)，连接在备用供电线和基准线(20)之间。

7．根据权利要求1至6中的任何一个所述的跳闸装置，其特征在于该初始化装置包括用于在中断供电之后进行初始化的装置(15，16，17)，和用来在跳闸之后进行初始化的装置(21)。